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Technisches
Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Bildverarbeitungsvorrichtung und auf ein Bildverarbeitungsverfahren,
die bzw. das in einem Grafikcomputer, in einem Spezialeffektgerät und bei
einem Videospiel angewandt wird; dabei handelt es sich um Bildvorrichtungen,
die einen Computer verwenden.
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Hintergrund-Technik
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In einer Fernseh- bzw. TV-Spielmaschine
für den
Haushaltsgebrauch, in einem Personalcomputer oder in einem Grafikcomputer
ist eine Bildverarbeitungsvorrichtung zur Erzeugung von Daten eines
an einen Fernsehempfänger,
einen Monitorempfänger, eine
Kathodenstrahlröhre
(CRT) oder eine Anzeigevorrichtung abzugebenden und auf dieser bzw.
diesem anzuzeigenden Bildes, das sind Anzeige-Abgabebilddaten, als
Kombination aus einem Allzweck-Speicherchip, einer zentralen Verarbeitungseinheit
(CPU) oder anderen Verarbeitungschips aufgebaut. Eine Hochgeschwindigkeitsverarbeitung
wird dadurch ermöglicht,
dass eine zweckbestimmte Zeichenvorrichtung zwischen der CPU und
einem Bildpuffer vorgesehen ist.
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Genauer gesagt führt bei der obigen Bildverarbeitungsvorrichtung
die CPU bei der Erzeugung eines Bildes keinen direkten Zugriff auf
den Bildpuffer aus. Vielmehr führt
die CPU geometrische Verarbeitungsoperationen, wie eine Koordinatentransformation,
ein Abschneiden oder Lichtquellberechnungen aus und legt Zeichenbefehle
zur Festlegung eines dreidimensionalen Modell zum Zeichnen eines
dreidimensionalen Bildes als Kombination von dreieckigen oder viereckigen
Basiseinheitsfi guren (Polygone) fest, um die Zeichenbefehle über einen
externen Bus zu der Zeichenvorrichtung zu übertragen. Zur Anzeige eines
dreidimensionalen Objekts wird letztere beispielsweise in eine Vielzahl
von Polygonen aufgelöst,
und den betreffenden Polygonen zugeordnete Zeichenbefehle werden
von der CPU zu der Zeichenvorrichtung übertragen, die dann die von
der CPU zu der Zeichenvorrichtung übertragenen Zeichenbefehle
interpretiert und die Farben sämtlicher
die Polygone bildenden Pixel und die Z-Werte aus dem Z-Wert berechnet,
der die Farbdaten und die Tiefe von Dreiecksspitzen spezifiziert.
Die Zeichenvorrichtung führt dann
eine Schreibverarbeitung bezüglich
der Pixeldaten in dem Bildpuffer aus, um eine Figur in dem Bildpuffer
festzulegen bzw. zu schreiben. Unterdessen ist der Z-Wert die Information,
die den Abstand längs
der Tiefe vom Betrachtungspunkt aus spezifiziert.
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Wenn beispielsweise ein dreidimensionales Objekt
in bzw. auf der Bilderzeugungsvorrichtung angezeigt wird, dann wird
das Objekt in eine Vielzahl von Polygonen aufgelöst, und der den Polygonen entsprechende
Zeichenbefehl wird von der CPU zu der Zeichenvorrichtung übertragen.
Zur realistischeren Anzeige des Objekts wird ein Verfahren benutzt, welches
als Texturabbildung oder Mip-Abbildung bekannt ist. Es ist außerdem ein
Verfahren zur Umsetzung von Farbdaten eines Bildes mittels einer
Farbnachschlagtabelle (CLUT) bekannt, die in einem Speicher die
Farbumsetzungsdaten zur Veränderung der
Anzeigefarben enthält.
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Die Texturabbildung ist ein Verfahren
zur Bindung eines zweidimensionalen Bildes (Bildmusters), welches
als Texturquellenbild, das ist ein Texturmuster, auf der Oberfläche eines
ein Objekt bildenden Polygons gesondert vorgesehen ist. Die Mip-Abbildung
gehört
zu den Texturabbildungsverfahren, bei denen eine Interpolation von
Pixeldaten erfolgt, so dass bei Annäherung an ein oder bei Zurückziehen von
einem dreidimensionalen Modell das an das Polygon gebundene Bildmuster
nicht von der Spontanität
abweichen wird.
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In einem Rechenverarbeitungssystem,
welches aus der Kombination von Allzweck-Speicherchips, einer CPU
oder anderen Rechenchips besteht, wie in TV-Spielmaschinen für Haushaltsanwendung oder
in Personalcomputern, sind die Speicherarbeitsgeschwindigkeit oder
das Leistungsvermögen
der externen Busleitung im Vergleich zur Steigerung bzw. Verbesserung
der Arbeitsfrequenz der Rechenchips oder der Schaltungsgröße nicht
verbessert, so dass die externe Busleitung sich als Engpass erweist.
Das Speicherbussystem, welches ein hohes Datentransfervolumen besitzt,
weist generell eine hohe Wartezeit auf und zeigt ein hohes Leistungsvermögen bei der Übertragung
eines Bursts großer
Kapazität.
Das Leistungsvermögen
des Speicherbussystems ist jedoch nicht für eine Zufallsübertragung
mit geringer Kapazität
ausgelegt, wie bei einem gewöhnlichen CPU-Zugriff.
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Falls ein zuvor festgelegtes Paket,
wie ein Befehlspaket, verwendet wird, kann eine effiziente Übertragung
dadurch erzielt werden, dass eine Steuereinrichtung für einen
direkten Speicherzugriff (DMAC) genutzt wird. Der vielfältige Algorithmus kann
jedoch mit einem so gegebenen Anstieg an Redundanz nicht bewältigt werden.
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Die CPU-Befehle werden im Paketformat und
im neuen Format verwendet, was den Wirkungsgrad herabsetzt. Falls
das System über
einen Notizblock- bzw. Cache-Speicher verfügt, können lange Pakete, die ausreichend
sind zur Aufnahme der Paketlänge,
nicht festgelegt werden, so dass der Burst üblicherweise auf vier Worte
festgelegt wird; damit kann die Leistung des Speichersystems des
größeren Datenübertragungsvolumens
nicht angezeigt werden.
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In
EP
0.674.276 ist ein Computersystem angegeben, in welchem
Pakete zwischen einer Vielzahl von Computern übertragen werden. In der Übertragungsschaltung
wird der Typ des zu übertragenden Pakets
in einem Typenfeld des Übertragungssteuer wortblocks
TCWB angegeben, der einen Teil eines Paketheaders bildet; in der
Empfangsschaltung wird der das Pakettypfeld enthaltenden Header
von dem Paketkörper
abgetrennt.
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In Anbetracht des oben beschriebenen
Zustandes des Standes der Technik liegen der vorliegenden Erfindung
folgende Aufgaben zugrunde:
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Genauer gesagt besteht eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung darin, den oben erwähnten Engpass in der Bildverarbeitungsvorrichtung
zu vermindern, die aus dem Allzweck-Speicherchip, der CPU und dem
vorgesehenen Rechenchip kombiniert ist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine Bildverarbeitungsvorrichtung und ein
Bildverarbeitungsverfahren zur Steigerung des Datenübertragungswirkungsgrades
bereitzustellen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine Bildverarbeitungsvorrichtung und ein
Bildverarbeitungsverfahren zur Steigerung der Dateneffizienz in
einem Speicher bereitzustellen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine Bildverarbeitungsvorrichtung und ein
Bildverarbeitungsverfahren zur Steigerung der Effizienz bzw. des
Wirkungsgrades bei der Entwicklung von Paketdaten und des Packungswirkungsgrades
bereitzustellen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine Bildverarbeitungsvorrichtung und ein
Bildverarbeitungsverfahren bereitzustellen, um sich die Freiheit
bezüglich
der Paketform zu leisten.
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Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, eine Bildverarbeitungsvorrichtung und ein Bildverar beitungsverfahren
bereitzustellen, die bzw. das eine für die Paketform geeignete Burstübertragung
ermöglicht.
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Offenbarung
der Erfindung
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung
ist im Anspruch 1 ausgeführt.
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Mittels der Bildverarbeitungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Paketform mit der Freiheit erkauft werden, einen
hohen Wirkungsgrad bei der Datenübertragung
und in den Speicherdaten zu erzielen.
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Bei bzw. mit der Bildverarbeitungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine zweite Paketmaschine zur Paketierung
von Daten an bzw. in einer Datenabgabestufe einer anderen Bildverarbeitungseinheit
vorgesehen.
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Bei bzw. mit der Bildverarbeitungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hängt
die zweite Paketmaschine die Anhanginformation, welche die der Paketierungssequenz
zugeordnete Entpaketierungssequenz spezifiziert, an ein Paket zur
Zeit einer Datenpaketierung an. Die erste Paketmaschine führt eine
Datenentpaketierung entsprechend der durch die Anhanginformation
spezifizierten Sequenz zur Zeit einer Entpaketierung aus. Die Paketmaschinen
in der Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung erkaufen sich die Freiheit bezüglich der
Paketform zur Realisierung einer effizienten Paketdatenentwicklung
und -packung.
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Bei bzw. mit der Bildverarbeitungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weisen die ersten und zweiten Paketmaschinen
Sequenz-Auswahleinrichtungen zur Auswahl der Datenpaketierungs-/Datenentpaketierungssequenz
auf. Die zweite Paketmaschine hängt
eine Identifizierungs kennzeichen- bzw. Markierungsinformation, welche
die Datenpaketierungs-/entpaketierungssequenz spezifiziert, die
während
der Paketierung durch die Sequenzauswahleinrichtungen ausgewählt ist,
an ein Paket an. Die erste Paketmaschine wählt die durch die genannte
Markierungsinformation bezeichnete Sequenz während der Entpaketierung durch
die Sequenz-Auswahleinrichtungen aus. Die Paketmaschinen in der
Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erkaufen sich die Freiheit bezüglich der
Paketform zur Realisierung einer effizienten Paketdatenentwicklung
und -packung.
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Bei bzw. mit der Bildverarbeitungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine erste Bildverarbeitungseinheit
mit einer Geometrieverarbeitungsfunktion zur Bestimmung eines dreidimensionalen
Modells als Kombination aus Einheitsfiguren zur Festlegung von Zeichenbefehlen
zum Zeichnen einer dreidimensionalen Figur vorgesehen. Die erste
Bildverarbeitungseinheit paketiert die so festgelegten Zeichenbefehle,
um die paketierten Zeichenbefehle durch die genannte erste Paketmaschine
als Befehlspaket über
einen externen Bus zu übertragen.
Außerdem
ist wie bei den oben erwähnten
Bildverarbeitungseinheiten eine zweite Bildverarbeitungseinheit
zum Entpaketieren des von der ersten Bildverarbeitungseinheit durch
die erste Paketmaschine übertragenen
Befehlspakets zum Interpretieren des als Befehlspaket übertragenen
Zeichenbefehls und zur Ausführung
einer Verarbeitung des Schreibens der Pixeldaten in einem Bildpuffer
vorgesehen. Die Bildverarbeitungsvorrichtung kann somit eine effiziente
Zeichenverarbeitung ausführen.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ferner im Anspruch 6 erfasst.
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Bei bzw. mit dem Bildverarbeitungsverfahren gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die Datenpaketierung durch eine
zweite Paketmaschine ausgeführt,
die in einer Datenabgabestufe einer anderen bzw. weiteren Bildverarbeitungseinheit
vorgesehen ist.
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Bei dem Bildverarbeitungsverfahren
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hängt
die zweite Paketmaschine die Anhanginformation, welche die der Paketierungssequenz
zugeordnete Entpaketierungssequenz spezifiziert, einem Paket zur
Zeit einer Datenpaketierung an, und die Datenentpaketierung wird
durch die erste Paketmaschine entsprechend der durch die Anhanginformation spezifizierten
Sequenz zur Zeit der Datenentpaketierung ausgeführt. Somit erkauft sich das
Bildverarbeitungsverfahren gemäß dieser
Ausführungsform
die Freiheit bezüglich
der Paketform zur Realisierung einer effizienten Paketdatenentwicklung
und -packung.
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Das Bildverarbeitungsverfahren gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ferner eine Auswahl der Datenpaketierungs-/Datenentpaketierungssequenz
während
einer Datenpaketierung und ein Anhängen der Markierungsinformation,
welche die Datenpaketierungs-/Datenentpaketierungssequenz während der Datenpaketierung
spezifiziert, an ein Paket an, und zwar durch die zweite Paketmaschine,
sowie eine Auswahl der Entpaketierungssequenz, wie sie durch die
Markierungsinformation bezeichnet ist, während der Datenentpaketierung
durch die erste Paketmaschine zur Ausführung der Datenentpaketierung.
Somit erkauft sich das Bildverarbeitungsverfahren gemäß dieser
Ausführungsform
die Freiheit bezüglich der
Paketform zur Realisierung einer effizienten Paketdatenentwicklung
und -packung.
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Das Bildverarbeitungsverfahren gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ferner die Ausführung einer
Geometrieverarbeitung durch eine erste Bildverarbeitungseinheit
zur Bestimmung eines dreidimensionalen Bildes als Kombination aus
Einheitsfiguren zur Festlegung von Zeichenbefehlen zum Zeichnen
einer dreidimensionalen Figur, eine Paketierung der so durch die
zweite Paketmaschine bestimmten Zei chenbefehle und die Übertragung
der paketierten Befehle als Befehlspaket über einen externen Bus sowie
eine Entpaketierung des Befehlspakets in einer zweiten Bildverarbeitungseinheit,
welches von der ersten Bildverarbeitungseinheit durch die erste
Paketmaschine übertragen
worden ist, das Interpretieren des als Befehlspaket übertragenen
Zeichenbefehls und die Ausführung einer
Verarbeitung zum Schreiben der Pixeldaten in einen Bildpuffer. Damit
kann die Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
die Zeichnungsverarbeitung effizient ausführen.
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Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung
der Engpass bei der konventionellen Bildverarbeitungsvorrichtung,
die durch eine Kombination der Allzweck-Speicherchips, der CPU oder
anderer Rechenchips aufgebaut ist, gelindert werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 veranschaulicht
in einem Blockdiagramm den Aufbau einer die vorliegende Erfindung verkörpernden
Videospielvorrichtung.
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2 veranschaulicht
in einer schematischen Ansicht den Zustand der Errichtung einer
programmierbaren Paketmaschine PPE in der obigen Videospielvorrichtung.
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3 veranschaulicht
in einem Blockdiagramm den Aufbau der PPE-Maschine.
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4 veranschaulicht
eine typische Arbeitsweise der PPE-Maschine.
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5 veranschaulicht
eine weitere typische Arbeitsweise der PPE-Maschine.
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6 veranschaulicht
eine noch weitere typische Arbeitsweise der PPE-Maschine.
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7 veranschaulicht
eine typische Arbeitsweise eines mit variabler Länge arbeitenden Lese-/Schreibpuffers VLBF
in der obigen Vidoespielvorrichtung.
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8 veranschaulicht
eine Draufsicht auf eine die vorliegende Erfindung verkörpernde
Videospielvorrichtung.
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9 zeigt
eine Rückseitenansicht
der Videospielvorrichtung.
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10 zeigt
eine Seitenansicht der Videospielvorrichtung.
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11 zeigt
eine Draufsicht auf eine CD-ROM, die in der Videospielvorrichtung
eingelegt ist.
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Beste Ausführungsform
zur Ausführung
der Erfindung
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden
nunmehr bevorzugte Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung im Einzelnen erläutert.
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Die vorliegende Erfindung wird bei
einer Videospielvorrichtung angewandt, die so aufgebaut ist, wie
dies beispielsweise in 1 gezeigt
ist. Die Videospielvorrichtung, die ein beispielsweise auf einer optischen
Platte gespeichertes Spielprogramm liest und das Programm zur Ausführung des
Spiels entsprechend den Befehlen vom Benutzer bzw. Anwender ausführt, ist
so konfiguriert, wie dies in 1 veranschaulicht
ist.
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Genauer gesagt verfügt die Videospielvorrichtung über zwei
Arten von Busleitungen, nämlich über einen
Haupt-Bus 1 und über
einen Sub-Bus 2. Der Haupt-Bus 1 und der Sub-Bus 2 sind über eine Bus-Steuereinrichtung 10 miteinander
verbunden.
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Mit dem Haupt-Bus 1 sind
eine zentrale Haupt-Verarbeitungseinheit (Haupt-CPU) 11,
ein Hauptspeicher 12, der aus einem Schreib-Lese-Speicher
mit wahlfreiem Zugriff (RAM) besteht, eine Haupt-Steuereinrichtung 13 für einen
direkten Speicherzugriff (Haupt-DMAC), ein MPEG-Decoder 14 und
eine Bildverarbeitungseinheit oder eine Grafikverarbeitungseinheit
(GPU) 15 verbunden. Mit dem Sub-Bus 2 sind eine
untergeordnete zentra le Verarbeitungseinheit (Sub-CPU) 21,
die aus einem Mikroprozessor besteht, ein Sub-Speicher 22,
der aus einem Schreib-Lese-Speicher
mit wahlfreiem Zugriff (RAM) besteht, eine Sub-Steuereinrichtung 23 für einen
direkten Speicherzugriff (Sub-DMAC),
ein Festwertspeicher (ROM) 24, der im Speicher ein Programm
festhält,
wie ein Betriebssystem, eine Tonverarbeitungseinheit (SPU) 25,
eine Kommunikationssteuereinrichtung, bei der es sich um ein asynchrones Übertragungsmodul
(ATM) 26 handelt, eine Sub-Speichervorrichtung 27,
eine Eingabevorrichtung 28 und ein CD-ROM-Laufwerk 30 verbunden.
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Die Bus-Steuereinrichtung 10 ist
eine Vorrichtung am Haupt-Bus 1 zur
Umschaltung zwischen dem Haupt-Bus 1 und dem Sub-Bus 2, und
sie ist in einem Ausgangszustand geöffnet.
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Die Haupt-CPU 11 ist eine
Vorrichtung am Haupt-Bus 1, die entsprechend dem Programm
im Hauptspeicher 12 arbeitet. Da die Bus-Steuereinrichtung 10 bei
der Inbetriebnahme im offenen Zustand ist, liest die Haupt-CPU 11 das
Inbetriebsetzungs- bzw. Boot-Programm aus dem am Sub-Bus 2 liegenden
ROM-Speicher 24 und
gibt das Anwendungsprogramm und die notwendigen Daten von der CD-ROM mittels
des CD-ROM-Laufwerks 30 zum Laden in den Hauptspeicher 12 und
in die Vorrichtungen am Sub-Bus 2 wieder. In die Haupt-CPU 11 wird
eine Geometrie-Übertragungsmaschine
(GTE) 17 zur Ausführung
einer Koordinatentransformation geladen. In eine Eingabe-/Ausgabeeinheit
der Haupt-CPU werden eine programmierbare Paketmaschine (PPE) 112 zur
Datenpaketierung/-entpaketierung mit einer Sequenz, die modifiziert
werden kann, und ein Lese-/Schreibpuffer (VLBF) 117 variabler
Länge geladen.
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Die GTE-Maschine 17 enthält einen
Parallelverarbeitungsmechanismus zur parallelen Ausführung einer
Vielzahl von Rechnungen, und sie führt Rechnungen, wie eine Koordinatentransformation, Lichtquellenberechnungen,
Matrix- oder Vektorberechnungen auf Anforderungen von Berechnungen von
der Haupt-CPU 11 aus. Die Haupt-CPU 11 bestimmt
ein dreidimensionales Mo dell als Kombination aus Basis bzw. Grundeinheitsfiguren
(Polygone), wie Dreiecken oder Vierecken, auf der Grundlage der
Ergebnisse der durch die GTE-Maschine 17 ausgeführten Rechnungen,
um den betreffenden Polygonen zugehörigen Zeichenbefehle zum Zeichnen
der dreidimensionalen Figur festzulegen. Die PPE-Maschine 112 paketiert
die Zeichenbefehle, um Befehlspakete zu bilden, die über den
Haupt-Bus 1 zur GPU-Einheit 15 übertragen
werden.
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Die Haupt-DMAC-Steuereinrichtung 13 stellt eine
am Haupt-Bus 1 liegende Vorrichtung zur Ausführung einer
Steuerung, wie einer DMA-Steuerung bezüglich der am Haupt-Bus 1 liegenden
Vorrichtungen bzw. Geräte
dar. Falls die Bussteuereinrichtung 10 geöffnet ist,
führt die
Haupt-DMAC 13 eine Steuerung bezüglich der am Sub-Bus 2 liegenden
Vorrichtungen aus.
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Die GPU-Einheit 15 ist eine
Vorrichtung am Haupt-Bus 1, die als Betriebsprozessor arbeitet.
In der Eingabe-/Ausgabeeinheit der GPU-Einheit 15 ist eine
programmierbare Paketmaschine (PPE) 152 angeordnet, deren
Datenpaketierungs-/-entpaketierungssequenz modifiziert werden kann.
Die PPE-Maschi-ne 152 nimmt eine Entpaketierung des Befehlspakets
und der Objektdaten vor, die von der Haupt-CPU 11 oder
der Haupt-DMAC 13 übertragen worden
sind. Die GPU-Einheit 15 interpretiert die als Befehlspakete übertragenen
Zeichenbefehle und berechnet die Farben sämtlicher das Polygon bildender Pixel
aus den Farbdaten der Spitzenpunkte und aus den Z-Werten, welche
die Tiefe spezifizieren. Die GPU-Einheit führt eine Betriebsverarbeitung
zum Schreiben der Pixeldaten in den Bildpuffer 18 auf den Z-Wert
hin aus.
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Die GPU-Einheit 15 führt außerdem Berechnungen,
wie eine Koordinatentransformation oder Lichtquellenberechnungen
bezüglich
der dreidimensionalen Bilddaten aus, die als Objektdaten von einem
nicht dargestellten Prozessor übertragen
werden, um den betreffenden Polygonen zugehörige interne Zeichenbefehle zu
erzeugen. Die GPU-Einheit führt,
wie oben beschrieben, eine Betriebsverarbeitung aus.
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Die MDEC-Einrichtung 14 ist
eine Eingabe-/Ausgabe-I/O-Verbindungsvorrichtung, die parallel mit
der CPU betreibbar ist und die eine am Haupt-Bus 1 liegende
Vorrichtung darstellt, welche als Bilddehnungsmaschine arbeitet.
Die MDEC-Einrichtung 14 decodiert Bilddaten, die durch
eine orthogonale Transformation, wie durch eine diskrete Kosinustransformation
komprimiert und codiert sind.
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Die Sub-CPU 21 stellt eine
am Sub-Bus 2 liegende Vorrichtung dar, die durch ein Programm
in dem Sub-Speicher 22 betrieben ist. Die Sub-DMAC 23 stellt
eine am Sub-Bus 2 liegende Vorrichtung dar, die auf die
am Sub-Bus liegenden Vorrichtungen zur Steuerung einer DMA-Übertragung
ausgerichtet ist. Diese Sub-DMAC 23 erwirbt Rechte am Bus
lediglich dann, wenn die Bussteuereinrichtung 10 geschlossen
ist. Die SPU-Einheit 25 stellt eine Sub-Bus 2 liegende
Vorrichtung dar, die als Ton- bzw.
Klangprozessor arbeitet. Diese SPU-Einheit 25 spricht auf
den von der Sub-CPU 21 oder der Sub-DMAC 23 als
Befehlspaket übertragenen
Tonbefehl an, um Tonquellendaten aus dem Ton-Speicher 29 auszulesen
und um die ausgelesenen Daten abzugeben. Die ATM-Vorrichtung 26 ist
eine Vorrichtung zur Kommunikation am Sub-Bus 2. Die Hilfsspeichervorrichtung 27 stellt
eine Dateneingabe-/-ausgabevorrichtung am Sub-Bus 2 dar,
und sie besteht aus einem nichtflüchtigen Speicher, wie einem
Flash-Speicher. Die Hilfsspeichervorrichtung 27 speichert
vorübergehend
Daten, wie Daten über
den Fortschritt des Spieles oder Spielstände. Die Eingabevorrichtung 28 ist
eine Eingabevorrichtung, wie eine Mensch-Maschine-Schnittstelle,
z. B. eine Maus, oder zur Eingabe von anderen Geräten, wie
Bildeingabe- oder Toneingabevorrichtungen, und sie gibt das Anwendungsprogramm
oder notwendige Daten von der CD-ROM wider.
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Genauer gesagt besteht bei der vorliegenden
Videospielmaschine die Geometrieverarbeitungseinrichtung, die zur
Ausführung
einer Geometrieverarbeitung, wie einer Koordinatentransformation,
eines Abschneidens oder von Lichtquellenberechnungen konfiguriert
ist und die das dreidimensionale Modell als Kombination aus den
Basiseinheitsfiguren (Polygone) bestimmt, wie Dreiecken oder Vierecken,
sowie Zeichenbefehle zum Zeichnen eines dreidimensionalen Bildes
festlegt und die den betreffenden Polygonen zugehörigen Zeichenbefehle
als Befehlspakete zum bzw. über
den Haupt-Bus 1 überträgt, aus
der CPU 11 und der GTE-Maschine 17 am Haupt-Bus 1,
während
die Betriebsverarbeitungseinrichtung zur Erzeugung von Pixeldaten
der betreffenden Polygone auf der Grundlage der Zeichenbefehle von
der Geometrieverarbeitungseinrichtung zum Schreiben der Pixeldaten
in den Bildpuffer 18 zum Zeichnen einer Figur im Bildpuffer 18 aus
der GPU-Einheit 15 besteht.
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Die PPE-Maschine 112 auf
der Seite der Haupt-CPU 11, welche die Geometrieverarbeitungseinrichtung
bildet, und die PPE-Maschine 152 auf
der Seite der GPU-Einheit 15, die die Betriebsverarbeitungseinrichtung
bildet, sind zwischen den internen Registern 111, 151 durch
den FIFO-Speicher (die erste eingegebene Information ist die erste
ausgegebene Information) in der jeweiligen Verarbeitungseinheit
und den Eingabe-/ Ausgaberegistern 113, 153 angeordnet,
wie dies in 2 veranschaulicht
ist. Die Eingabe-/Ausgabepuffer 111, 151 sind
durch für
den Datenübertragungsalgorithmus
geeignete Bitlängen bestimmt,
während
die inneren bzw. internen Register 113, 153 durch
Bitlängen
bestimmt sind, die für Berechnungen
geeignet sind.
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Die PPE-Maschinen 112, 152 bestehen
aus Adressen- bzw. Adressierungseinheiten 112A, 152A, die
die Eingabe-/Ausgabepuffer 111, 151 und die internen
Register 113, 153 bestimmen, aus Datenmaskierungseinheiten 112B, 152B,
aus Verschiebeeinrichtungen 112C, 152C, aus Codeausweitungs-
bzw. Codedehnungseinheiten 112D, 152D, aus Programmeinheiten 112E, 152E,
in denen eine die Sequenzen zur Paketierung/Entpaketierung von Daten angebende
Liste aufgezeichnet ist, und aus Steuereinrichtungen 112F, 152F,
die verschiedene Teile sowie das Lesen/ Schreiben entsprechend der
Liste der Programmeinheiten 112E, 152E steuern,
wie dies in 3 veranschaulicht
ist. Die PPE-Maschinen 112, 152 arbeiten unabhängig von
der Rechensteuerung parallel, um eine Datenpaketierung/-entpaketie-rung entsprechend
der Sequenz auszuführen,
wie sie durch die Liste in den Programmeinheiten 112E, 152E bezeichnet
ist.
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Die PPE-Maschine 112 auf
der Seite der Haupt-CPU 11 paketiert beispielsweise Zeichenbefehle,
die auf der Grundlage der Ergebnisse von Berechnungen durch die
GTE-Maschine 17 bestimmt sind, formatiert die Zeichenbefehle
in Übereinstimmung
mit der Sequenz, wie sie durch die bezeichnete Liste veranschaulicht
ist, die durch die Auswahl der Liste in der Programmeinheit 112E bestimmt
ist, um Pakete zu bilden (Paketierung). Während dieser Paketierung wird
dem Paket die Identifizierungskennzeichen- bzw. Markierungsinformation
angehängt, welche
die Entpaketierungssequenz spezifiziert, die der Paketierungssequenz
zugehörig
ist, welche durch die Liste bezeichnet ist. Die PPE-Maschine 152 auf
der Seite der GPU-Einheit 15 nimmt durch Entpaketierung
eine Neuformatierung der Befehlspakete in Übereinstimmung mit der Sequenz
vor, die in der Liste aufgeführt
ist, welche durch die Markierungsinformation spezifiziert ist, die
dem von der CPU 11 oder der Haupt-DMAC 13 übertragenen
Befehlspaket gehängt
worden ist.
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Genauer gesagt sind drei Arten von
Packungslisten PL0, PL1 und PL2 in der Programmeinheit 112E innerhalb
der PPE-Maschine 112 der Haupt-CPU 11 aufgezeichnet.
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In der Packungsliste PL0 ist die
Sequenz bzw. Reihenfolge zum Schreiben der dreidimensionalen Information
in der paketierten Form als Paketbefehl in den Eingabe-/Ausgabe-Puffer 111 angegeben.
Die dreidimensionale Information wird durch eine Spitzenpunktinformation
(VX0, VY0, VZ0), (VX1, VY1, VZ1), (VX2, VY2, VZ2), die als Objektdaten
in dem internen Register 113 der Haupt-CPU 11 erzeugt
werden, durch eine Normallinieninformation an den Spitzenpunkten
(NX0, NY0, NZ0), (NX1, NY1, NZ1), (NX2, NY2, NZ2) und durch die
Farbinformation an den Spitzenpunkten (R0, G0, B0), (R1, G1, B1),
(R2, G2, B2) spezifiziert, wie dies in 4(A) veranschaulicht ist. Bei der Packungsverarbeitung entsprechend
der Packungsliste PLO werden die Spitzenpunktinformationen VX0,
VY0, VZ0, VX1, VZ1, VX2, VY2, VZ2 und die Normallinieninformation NX0,
NY0, NZ0, NX1, NY1, NZ1, NX2, NY2, NZ2, die durch 32 Bits berechnet
sind, als 16 Bits gepackt, während
die Farbinformation an den betreffenden Spitzenpunkten R0, G0, B0,
R1, G1, B1, R2, G2, B2, die durch 16 Bits berechnet sind, in 16
Bits in bzw. an jedem Spitzenpunkt gepackt werden, das heißt in 16 Bits,
bestehend aus fünf
Bits je R, G und B und einem Steuerbit, das für eine semitransparente Verarbeitung
genutzt wird. Darüber
hinaus wird die Markierungsinformation TAG, welche die Entpackungsliste UL
entsprechend der Packungsliste PL0 spezifiziert, der gepackten Information
angehängt.
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In der Packungsliste PL1 ist die
Sequenz bzw. Reihenfolge zum Paketieren der verbundenen dreieckigen
Information aufgeführt,
welche durch die Spitzenpunktdaten (VX0, VY0, VZ0) und die Differenzdaten
(ΔX1, ΔY1, ΔZ1), (ΔVX2, ΔY2, ΔZ2), (ΔX3, Δ Y3, ΔZ3), ...
gebildet sind, wie dies in 5(A) veranschaulicht
ist. Bei der Packungsverarbeitung entsprechend der Packungsliste
PL1 werden die Spitzenpunktinformationen VX0, VY0, VZ0, die durch
32 Bits berechnet sind, durch 16 Bits gepackt, während die Differenzdaten (ΔX1, ΔY1, ΔZ1), (ΔVX2, Δ Y2, ΔZ2), (ΔX3, ΔY3, ΔZ3), die
durch 32 Bits berechnet sind, in acht Bits gepackt werden; die Markierungsinformation
TAG, welche die Entpackungsliste PL1 bezeichnet, wird angehängt.
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In der Packungsliste PL2 sind die
Reihenfolge bzw. Sequenz zum Paketieren der zweidimensionalen viereckigen
Informationen, die durch die Spitzenpunktkoordinaten (X0, Y0), (X1,
Y1), (X2, Y2), (X3, Y3) gebildet sind, welche als Zeichenbe ordnet sind,
welche den genannten Spitzenpunkten zugehörig sind, und die Farbinformationen
(R0, G0, B0), (R1, G1, B1), (R2, G2, B2) und (R3, G3, B3) angegeben, wie
dies in
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6(A) veranschaulicht
ist. Bei der Packungsverarbeitung entsprechend der Packungsliste PL2
werden die Spitzenpunktkoordinaten X0, Y0, Y1, X1, X2, Y2, X3, Y3,
die durch 32 Bits berechnet sind, in 16 Bits gepackt, während die
Texturkoordinaten U0, V0, U1, V1, U2, V2, U3, V3 und die Farbinformationen
R0, G0, B0, R1, G1, B1, R2, G2, B2, die durch 16 Bits berechnet
sind, in acht Bits gepackt wird; die Markierungsinformation TAG,
welche die der Packungsliste PL2 zugehörige Entpackungsliste UL2 spezifiziert,
wird angehängt.
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In der Programmeinheit 152E innerhalb
der PPE-Maschine 152 der GPU-Einheit 15 sind drei
Entpackungslisten UL0, UL1 und UL2 angegeben, die den Packungslisten
PL0, PL1 bzw. PL2 zugeordnet sind.
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In der Entpackungsliste UL0 ist die
Reihenfolge bzw. Sequenz des Schreibens der Paketbefehle angegeben,
die zu dem Eingabe-/Ausgabepuffer 151 in dem internen Register 153 übertragen
werden, wie dies in 4(B) veranschaulicht
ist. Die zu dem Eingabe-/Ausgabepuffer 151 übertragenen
Paketbefehle werden, um in das interne Register 153 geschrieben
zu werden, auf der Grundlage der Markierungsinformation TAG in die
bzw. zu den dreidimensionale(n) dreieckige(n) Informationen entwickelt,
die durch die 32-Bit-Spitzenpunktinformationen (VX0, VY0, VZ0),
(VX1, VY1, VZ1), (VX2, VY2, VZ2), die Normallinieninformationen
(NX0, NY0, NZ0), (NX1, NY1, NZ1), (NX2, NY2, NZ2) und die 16-Bit-Farbinformationen
(R0, G0, B0), (R1, G1, B1), (R2, G2, B2) spezifiziert sind, wie
dies in 4(B) veranschaulicht ist.
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In der Entpackungsliste UL1 ist die
Reihenfolge bzw. Sequenz des Schreibens der Paketbefehle angegeben,
die zu dem Eingabe-/Ausgabepuffer 151 in dem internen Register 153 übertragen
werden bzw. sind, wie dies in 5(B) veranschaulicht
ist.
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In der Entpackungsliste UL1 ist die
Reihenfolge bzw. Sequenz des Schreibens der Paketbefehle angegeben,
die zu dem Eingabe-/Ausgabepuffer 151 in dem internen Register 153 übertragen
werden bzw. sind, wie dies in 5(B) veranschaulicht
ist. Die zu dem Eingabe-/Ausgabepuffer 151 übertragenen
Paketbefehle werden, um in das interne Register 153 geschrieben
zu werden, auf der Grundlage der Markierungsinformation TAG in die
bzw. zu den verbundenen dreieckigen Informationen entwickelt, die durch
die 32-Bit-Spitzenpunktdaten (VX0, VY0, VZ0) und die Differenzdaten
(ΔX1, ΔY1, ΔZ1), (ΔVX2, ΔY2, ΔZ2), (Δ X3, ΔY3, ΔZ3) gebildet
sind.
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In der Packungsliste UL2 ist die
Reihenfolge bzw. Sequenz des Schreibens der Paketbefehle angegeben,
die zu dem Eingabe-/ Ausgabepuffer 151 in dem internen
Register 153 übertragen
werden bzw. sind, wie dies in 6(B) veranschaulicht
ist. Die zu dem Eingabe-/Ausgabepuffer 151 übertragenen
Paketbefehle werden, um in das interne Register 153 geschrieben
zu werden, auf der Grundlage der Markierungsinformation TAG in die
rechteckigen Informationen entwickelt, die durch die 32-Bit-Spitzenpunktkoordinaten
(X0, Y0), (X1, Y1), (X2, Y2), (X3, Y3), die 16-Bit-Texturkoordinaten
(U0, V0), (U1, V1), (U2, V2), (U3, V3) und die Farbinformation (R0,
G0, B0), (R1, G1, B1), (R2, G2, B2), (R3, G3, B3) gebildet sind,
die den betreffenden Spitzenpunkten zugeordnet sind.
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Der im Einlaß-/Auslaßbereich der CPU 11 vorgesehene
VLBF-Puffer 117 besteht
aus einem Lesepuffer 117R und einem Schreibpuffer 117W in
Zuordnung zur längsten
Burstübertragung
sowie aus Burstlängen-Einstellregistern 117RL, 117WL zur
Einstellung der Burstlängen.
Die Burstlängen-Einstellregister 117RL, 117WL sind
auf Längen
festgelegt, die für
das Lesen und Festlegen eines Pakets geeignet sind, welches in einem
Cache-Speicher auf eine bestimmte Routine hin am vorderen Ende bzw.
Anfang der Routine verarbeitet wird. Dies ermöglicht eine für die Paketform
geeignete Burstübertragung
und verbessert den Übertragungswirkungsgrad.
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Die oben beschriebene Videospielvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist so aufgebaut, wie dies in einer Draufsicht gemäß 8, in einer Vorderansicht
gemäß 9 und in einer Seitenansicht
gemäß 10 veranschaulicht ist.
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Genauer gesagt veranschaulicht 8 eine Videospielvorrichtung 201,
die grundsätzlich
aus einem Hauptkörperteil 202 und
einer Bedienungsvorrichtung 217 besteht, welche mittels
eines Kabels 227 mit dem Hauptkörperteil 202 verbunden
ist. In einem mittleren Bereich auf der Oberseite des Hauptkörperteiles 202 ist
eine Plattenladeeinheit 203 angeordnet, in die eine CD-ROM 251 geladen
wird, wie sie in 11 gezeigt
ist. Auf der linken Seite der Plattenladeeinheit 203 sind
ein Spannungsversorgungs- bzw. Spannungsquellenschalter 205,
der zur Spannungseinschaltung oder zur Spannungsabschaltung betätigt wird,
und ein Rücksetzschalter 204 angebracht,
der zur kurzzeitigen Zurücksetzung
des Spiels betätigt
wird. Auf der rechten Seite der Plattenladeeinheit 203 ist
ein Plattenbetätigungsschalter 206 angeordnet,
der betätigt
wird, wenn ein Laden/Entladen der CD-ROM 251 in die bzw.
aus der Plattenladeeinheit 203 erfolgt.
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In der Vorderseite des Hauptkörperteiles 202 sind
Verbindungsteile 207A, 207B angeordnet, wie dies
in 9 gezeigt ist. Diese
Verbindungsteile 207A, 207B sind jeweils mit einem
Verbinder-Anschlussteil 226, das mit dem vorderen Ende
eines Kabels 227 versehen ist, welches von der Bedienungsvorrichtung 217 weggeführt ist,
mit einem Verbindungs-Anschlusseinführungsteil 212, der
zur Verbindung mit einer Aufzeichnungsvorrichtung 228,
wie einer Speicherkarte konfiguriert ist, und einem Aufzeichnungs-Einführungsteil 208 versehen.
Genauer gesagt kann der Hauptkörperteil 202 mit
jeweils zwei der Bedienungsvorrichtungen 217 und der Aufzeichnungsgeräte bzw.
-vorrichtungen 228 verbunden sein.
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Die Vorderansicht gemäß 9 veranschaulicht den Zustand,
in welchem der Verbinder-Anschlussteil 226 und die Aufzeichnungsvorrichtung 228 mit
dem auf der rechten Seite befindlichen Verbindungsteil 207B verbunden
sind, während
keine Verbinder-Anschlussteile 226 oder keine Aufzeichnungsvorrichtung 228 mit
dem auf der linken Seite liegenden Verbindungsteil 207A verbunden sind.
Gemäß 9 ist ein Verschluss 209 auf
bzw. an der Aufzeichnungs-Einführungsvorrichtung 208 vorgesehen,
die zum Laden einer Aufzeichnungsvorrichtung 228 verwendet
wird. Wenn die Aufzeichnungsvorrichtung 228 in den Hauptkörperteil 202 geladen
wird, wird der Verschluss 209 durch das distale Ende der
Aufzeichnungsvorrichtung 228 zum Laden weggedrückt.
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Der Verbinder-Anschlussteil 226 verfügt über einen
Griff bzw. Griffteil 231A, während die Aufzeichnungsvorrichtung 228 einen
Griff bzw. Griffteil 242A aufweist. Die Griffe bzw.
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Griffteile sind zur Durchrutschverhinderung bearbeitet,
wie durch eine Rändelung.
Der bzw. das Verbinder-Anschlussteil 226 und die der Aufzeichnungsvorrichtung 228 sind
von derselben Länge
L.
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Die Bedienungsvorrichtung 17 verfügt über Halter 220, 221,
die von linken und rechten Händen gehalten
werden können.
An den distalen Enden der Halter 220, 221 sind
Bedienungs- bzw. Betätigungsteile 218, 219 vorgesehen.
Die Bedienungs- bzw. Betätigungsteile 224, 225 können durch
Zeigefinger der linken und rechten Hände betätigt werden, während die
Betätigungsteile 218, 219 durch
Daumen der linken und rechten Hände
betätigt
werden.
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Zwischen den Betätigungsbereichen bzw. -teilen 218, 219 sind
ein Auswahlschalter 222, der betätigt wird, wenn eine Auswahloperation
während des
Spiels ausgeführt
wird, und ein Startschalter 223 vorgesehen, der betätigt wird,
wenn das Spiel begonnen wird.
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In der vorliegenden Videospielvorrichtung 201 wird
die in die Plattenladeeinheit 203 geladene CD-ROM 251 durch
das CD-ROM-Laufwerk 30 wiedergegeben.
Die Bedienungsvorrichtung 217 ist der oben erwähnten Eingabevorrichtung 28 äquivalent, während die
Aufzeichnungsvorrichtung 228 der Hilfsspeichervorrichtung 27 entspricht.