几何变换引擎（GTE）

几何变换引擎（GTE）是PSX全部3D计算的核心。GTE可以进行向量和矩阵操作，视角变换，颜色均衡等等。它比CPU进行这些操作快得多，作为PSX的第二个协处理器，没有分配物理地址内存，所有的控制通过特殊指令完成。

基本算法

在3D空间中一个点（顶点）的描述是用一个向量[X,Y,Z]。在GTE操作中，有两种向量，一种是变长度的，另一种是1.0单元长度，叫做法向量。前者用来描述3D空间的一个位置和平移，第二个用来描述方向。

顶点的旋转是进行顶点向量和旋转矩阵的乘法。旋转矩阵是3×3的矩阵包含了3个正交法向量（它实际上是一个矩阵，描述了顶点所在的坐标系统和全局坐标系统的关系）。这个矩阵来自旋转角度，如下所示：

sn＝sin(n),cn＝cos(n)

绕X轴旋转角度A：
|1  0   0|
|0 cA -sA|
|0 sA  cA|

绕Y轴旋转角度B：
|cB  0 sB|
|0  1  0|
|-sB  0 cB|

绕Z轴旋转角度C：
|cC -sC  0|
|sC  cC  0|
|0  0  1|

绕多个轴旋转可以通过这些矩阵相乘完成，注意相乘的顺序非常重要。GTE没有sin或者cos函数，所以这些计算要通过CPU完成。平移是简单的两个向量相加，在当前坐标系中重定位顶点，当然，顶点平移和旋转的顺序也是很重要的。

　

函数简要描述

RTPS/RTPT 旋转、平移和视角转换
这两个函数对1个或者3个顶点同时进行最终的3D计算。这些点先乘以旋转矩阵R再加上平移矩阵TR，最后应用一个视角转换，生成2D屏幕坐标。它也返回一个插值值用在各种深度化指令中。
MVMVA 矩阵和向量乘法和加法
乘以一个向量和一个旋转矩阵或者光源矩阵或者颜色矩阵，然后加上平移向量或者背景颜色向量
DCPL 深度化光源颜色
先从光源向量（一个平面的法向量乘以光源矩阵后限制到零）和一个提供的RGB值计算出一个颜色。然后通过在远颜色向量和新得到的颜色之间插值来进行深度化。
DPCS/DPCT 单色/3色深度化
在一个颜色和远颜色向量之间插值对1个或者3个颜色进行深度化。
INTPL 插值
在一个向量和远颜色向量之间插值
SQR 平方
计算一个向量的平方
NCS/CNT 法向颜色
从一个点或平面的法向和光源和颜色计算一个颜色。法向参考的平面或点的基本颜色认为是白色
NCDS/NCDT 法向颜色深度化
和NCS/NCT类似，但是同时进行深度化（像DPCS/DPCT）
NCCS/NCCT 和NCS/NCT类似，但是平面或点的基本颜色也计算在内
CDP 从光源向量（基本颜色当成白色）计算一个颜色和进行深度化（像DPCS）
CC 从光源向量和一个基本颜色计算一个颜色
NCLIP 计算3个2D点的外积（例如投影后定义一个平面的3个顶点）
3个顶点相对于虚拟点应该按顺时针储存，这样如果我们面对平面的背面，函数的结果是负值
AVSZ3/AVSZ4 累加3或者4个Z值，然后乘以一个固定点的值。这个值通常是经过挑选的，这样函数可以返回这些Z值的平均值（通常还要用2或者4去除一下，以便加到顺序表OT）
OP 计算两个向量的外积
GPF 两个向量相乘。返回值作为24位RGB值
GPL 一个向量乘以一个标量后加到另一个向量。返回值作为24位RGB值

指令

CPU有6个特别的针对GTE寄存器的装入和储存指令，一个指令用来向协处理器下达命令
rt CPU寄存器0－31
gd GTE数据寄存器0－31
gc GTE控制寄存器0－31
imm 16位立即数
base CPU寄存器0－31
imm（base） base＋imm指向的地址
b25 25位字长数据段

　
LWC2 gd,imm(base) 储存imm（base）的值到GTE数据寄存器gd
SWC2 gd,imm(base) 储存GTE数据寄存器到imm（base）
MTC2 rt,gd 储存寄存器rt到GTE数据寄存器gd
MFC2 rt,gd 储存GTE数据寄存器gd到寄存器rt
CTC2 rt,gc 储存寄存器rt到GTE控制寄存器gc
CFC2 rt,gc 储存GTE控制寄存器gc到寄存器rt
COP2 b25 执行GTE命令

所有访问该寄存器的GTE命令和操作，GTE装入和储存指令有2个指令的延迟。

对GTE编程

使用GTE前要先打开它，在系统控制协处理器（cop0）的状态寄存器中分配了第30位给GTE。在使用任何GTE指令前，先要设置它。

GTE指令和函数不应该用在：跳转和分支的延迟中、事件处理和中断中。

如果在当前GTE命令未完成前读取GTE寄存器或者执行GTE命令，CPU会保持它知道指令完成。每个GTE指令所需的周期数在命令列表中显示。

　

寄存器

GTE有32个数据寄存器和32个控制寄存器，每个都是32字长。控制寄存器通称为Cop2C，数据寄存器称为Cop2D。下表描述了他们的用法。
控制寄存器Cop2C
序号 名称 描述
0 R11R12 旋转矩阵元素11，12
1 R13R21 旋转矩阵元素13，21
2 R22R23 旋转矩阵元素22，23
3 R31R32 旋转矩阵元素31，32
4 R33 旋转矩阵元素33
5 TRX 旋转向量X
6 TRY 旋转向量Y
7 TRZ 旋转向量Z
8 L11L12 光源矩阵元素11，12
9 L13L21 光源矩阵元素13，21
10 L22L23 光源矩阵元素22，23
11 L31L32 光源矩阵元素31，32
12 L33 光源矩阵元素33
13 RBK 背景颜色红色分量
14 BBK 背景颜色蓝色分量
15 GBK 背景颜色绿色分量
16 LR1LR2 光源颜色矩阵源1和2红色分量
17 LR3LG1 光源颜色矩阵源3红色，1绿色分量
18 LG2LG3 光源颜色矩阵源2和3绿色分量
19 LB1LB2 光源颜色矩阵源1和2蓝色分量
20 LB3 光源颜色矩阵源3蓝色分量
21 RFC 远颜色红色分量
22 GFC 远颜色绿色分量
23 BFC 远颜色蓝色分量
24 OFX 屏幕偏移X
25 OFY 屏幕偏移Y
26 H 投影平面距离
27 DQA 深度查询参数A（系数）
28 DQB 深度查询参数B（偏移）
29 ZSF3 Z3平均缩放因子（通常是1/3）
30 ZSF4 Z4平均缩放因子（通常是1/4）
31 FLAG 返回任何计算错误

　

控制寄存器

GTE使用带符号定点寄存器进行运算，下面是寄存器字长描述。
R11R12、R13R21、R22R23、R31R32
31                                 0
R11、R13、R22、R31 R12、R21、R23、R32
符号 整数部分 小数部分 符号 整数部分 小数部分
1 3 12 1 3 12

　
R33
31                                 0
0 R33
　 符号 整数部分 小数部分
16                   1 3 12

　
TRX、TRY、TRZ
31              0
符号 整数部分
1 0

　
L11L12、L13L21、L22L23、L31L32
31                                 0
L11、L13、L22、L31 L12、L21、L23、L32
符号 整数部分 小数部分 符号 整数部分 小数部分
1 3 12 1 3 12

　
L33
31                                 0
0 L33
　 符号 整数部分 小数部分
16                   1 3 12

　
RBK、GBK、BBK
31                  0
符号 整数部分 小数部分
1 19 12

　
LR1LR2、LR3LG1、LG2LG3、LB1LB2
31                                 0
LR1、LR3、LG2、LB1 LR2、LG1、LG3、LB2
符号 整数部分 小数部分 符号 整数部分 小数部分
1 3 12 1 3 12

　
LB3
31                                       0
0 LB3
　 符号 整数部分 小数部分
16                   1 3 12

　
RFC、GFC、BFC
31                  0
符号 整数部分 小数部分
1 27 4

　
OFX、OFY
31                  0
符号 整数部分 小数部分
1 15 16

　
H
31         0
0 H  整数
16      16

　
DQA、DQB
31                                       0
0 DQA
　 符号 整数部分 小数部分
16                   1 7 8

　
ZF3、ZF4
31                                       0
0 ZF3
　 符号 整数部分 小数部分
16                   1 3 12

　
标志寄存器
位 标志
31 第30－23、18－13位的逻辑和
30 计算测试结果＃1溢出（大于2^43）
29 计算测试结果＃2溢出（大于2^43）
28 计算测试结果＃3溢出（大于2^43）
27 计算测试结果＃1下溢出（小于－2^43）
26 计算测试结果＃2下溢出（小于－2^43）
25 计算测试结果＃3下溢出（小于－2^43）
24 限制器A1超出范围（小于0，或者小于-2^15，或者大于2^15）
23 限制器A2超出范围（小于0，或者小于-2^15，或者大于2^15）
22 限制器A3超出范围（小于0，或者小于-2^15，或者大于2^15）
21 限制器B1超出范围（小于0，或者大于2^8）
20 限制器B2超出范围（小于0，或者大于2^8）
19 限制器B3超出范围（小于0，或者大于2^8）
18 限制器C超出范围（小于0，或者大于2^16）
17 除法溢出（商大于等于2.0）
16 计算测试结果＃4溢出（大于2^43）
15 计算测试结果＃4下溢出（小于－2^43）
14 限制器D1超出范围（小于-2^10，或者大于2^10）
13 限制器D2超出范围（小于-2^10，或者大于2^10）
12 限制器E超出范围（小于0，或者大于2^12）

　

数据寄存器

数据寄存器Cop2D
序号 名字 读/写 31   16 15    0 定点数格式 描述
0 VXY0 R/W VY0 VX0 1,3,12或者1,15,0 向量0的X和Y
1 VZ0 R/W 0 VZ0 1,3,12或者1,15,0 向量0的Z
2 VXY1 R/W VY1 VX1 1,3,12或者1,15,0 向量1的X和Y
3 VZ1 R/W 0 VZ1 1,3,12或者1,15,0 向量1的Z
4 VXY2 R/W VY2 VX2 1,3,12或者1,15,0 向量2的X和Y
5 VZ2 R/W 0 VZ2 1,3,12或者1,15,0 向量2的Z
6 RGB R/W Code,R G,B 每个8位 RGB值，Code也传送但是不用在计算中
7 OTZ R 0 OTZ 0,15,0 Z平均值
8 IR0 R/W 符号 IR0 1,3,12 立即数0，格式可能不同
9 IR1 R/W 符号 IR1 1,3,12 立即数1，格式可能不同
10 IR2 R/W 符号 IR2 1,3,12 立即数2，格式可能不同
11 IR3 R/W 符号 IR3 1,3,12 立即数3，格式可能不同
12 SXY0 R/W SX0 SY0 1,15,0 屏幕XY坐标FIFO（注1）
13 SXY1 R/W SX1 SY1 1,15,0 屏幕XY坐标FIFO（注1）
14 SXY2 R/W SX2 SY2 1,15,0 屏幕XY坐标FIFO（注1）
15 SXYP R/W SXP SYP 1,15,0 屏幕XY坐标FIFO（注1）
16 SZ0 R/W 0 SZ0 0,16,0 屏幕Z FIFO（注1）
17 SZ1 R/W 0 SZ1 0,16,0 屏幕Z FIFO（注1）
18 SZ2 R/W 0 SZ2 0,16,0 屏幕Z FIFO（注1）
19 SZ3 R/W 0 SZ3 0,16,0 屏幕Z FIFO（注1）
20 RGB0 R/W CD0,B0 G0,R0 每个8位 特征颜色FIFO（注1）
21 RGB1 R/W CD1,B1 G1,R0 每个8位 特征颜色FIFO（注1）
22 RGB2 R/W CD2,B2 G2,R0 每个8位 特征颜色FIFO（注1），CD2是当前执行函数的位图案
23 RES1 － － － － 禁止
24 MAC0 R/W MAC0 1,31,0 乘积之和0
25 MAC1 R/W MAC1 1,31,0 乘积之和1
26 MAC2 R/W MAC2 1,31,0 乘积之和2
27 MAC3 R/W MAC3 1,31,0 乘积之和3
28 IRGB W 0 IB,IG,IR 注2 注2
29 ORGB R 0 OB,OG,OR 注3 注3
30 LZCS W LZCS 1,31,0 源数据前导0计数（注4）
31 LZCR R LZCR 6,6,0 结果前导0计数（注4）

注1：SXYx，SZx和RGBx是FIFO寄存器，最后计算的结果存在最后的寄存器，如果得到一个新的SXY值，下面的事情将会发生：

    SXY0＝SXY1
    SXY1＝SXY2
    SXY2＝SXYP
    SXYP＝结果

注2：
IRGB
0 R G B
31   15 14   10 9    5 4    0

当向IRGB写一个值时，发生下面的事情：

IR1＝IR格式转换到（1，11，4）
IR2＝IG格式转换到（1，11，4）
IR3＝IB格式转换到（1，11，4）

注3：
IRGB
0 R G B
31   15 14   10 9    5 4    0

当向IRGB写一个值时，发生下面的事情：

IR＝(IR1>>7)&0x1F
IG＝(IR2>>7)&0x1F
IB＝(IR3>>7)&0x1F

注4：

如果LZCS是正数，读取LZCR返回LZCS的前导0，如果是负数，返回前导1。

　

GTE命令

这节描述各种GTE函数的实际进行的计算。第一行是函数的名字、周期数和简要描述，第二行包含了任何需要输入到操作码的字段，第三行是实际操作码。在列表的最后查看各字段和它们的描述。然后是一个需要输入的各个寄存器列表和输出的寄存器列表。再然后是初始化函数后进行的计算，左边格式字段是数据存放格式，右边格式字段是计算进行所需的格式。在计算的某时刻，会进行一些检查和限制，结果存在标志寄存器中，见前面的表。下面计算表中第二列内方括号的内容表示被前面的限制符限制，附加的限制标识器表示数值如果超出了范围就被限制到下限或上限。

　
名称 周期 命令 描述
RTPS 15 cop2 0x0180001 视角转换
字段 无
输入
V0 转换向量 1，15，0
R 旋转矩阵 1，3，12
TR 平移向量 1，31，0
H 视平面距离 0，16，0
DQA
DQB 		深度查询插值值 1，7，8
OFX
OFY 		屏幕平移值 1，15，16
输出
SXY FIFO 屏幕XY坐标（短） 1，15，0
SZ FIFO 屏幕Z坐标（短） 0，16，0
IR0 深度查询插值值 1，3，12
IR1 屏幕X（短） 1，15，0
IR2 屏幕Y（短） 1，15，0
IR3 屏幕Z（短） 1，15，0
MAC1 屏幕X（长） 1，31，0
MAC2 屏幕Y（长） 1，31，0
MAC3 屏幕Z（长） 1，31，0
计算
1,31,0 MAC1=A1[TRX + R11*VX0 + R12*VY0 + R13*VZ0] 1,31,12
1,31,0 MAC2=A2[TRY + R21*VX0 + R22*VY0 + R23*VZ0] 1,31,12
1,31,0 MAC3=A3[TRZ + R31*VX0 + R32*VY0 + R33*VZ0] 1,31,12
1,15,0 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,31,0
1,15,0 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,31,0
1,15,0 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,31,0
　 SZ0<-SZ1<-SZ2<-SZ3 1,31,0
0,16,0 SZ3= Lm_D(MAC3) 　
　 SX0<-SX1<-SX2, SY0<-SY1<-SY2 　
1,15,0 Lm_G1[F[OFX + IR1*(H/SZ)]] 1,27,16
1,15,0 SY2= Lm_G2[F[OFY + IR2*(H/SZ)]] 　
1,31,0 MAC0= F[DQB + DQA * (H/SZ)] 1,19,24
1,15,0 IR0= Lm_H[MAC0] 1,31,0
注：Z值下限为0.5×H，对于更小的Z值，你要自己写程序。

　
名称 周期 命令 描述
RTPT 23 cop2 0x0280030 3点视角转换
字段 无
输入
V0
V1
V2 		转换向量 1，15，0
R 旋转矩阵 1，3，12
TR 平移向量 1，31，0
H 视平面距离 0，16，0
DQA
DQB 		深度查询插值值 1，7，8
OFX
OFY 		屏幕平移值 1，15，16
输出
SXY FIFO 屏幕XY坐标（短） 1，15，0
SZ FIFO 屏幕Z坐标（短） 0，16，0
IR0 深度查询插值值 1，3，12
IR1 屏幕X（短） 1，15，0
IR2 屏幕Y（短） 1，15，0
IR3 屏幕Z（短） 1，15，0
MAC1 屏幕X（长） 1，31，0
MAC2 屏幕Y（长） 1，31，0
MAC3 屏幕Z（长） 1，31，0
计算
和RTPS一样，但是重复V1和V2

　
名称 周期 命令 描述
MVMVA 8 cop2 0x0400012 向量乘以矩阵加上向量
字段 sf,mx,v,cv,lm
输入
V0/V1/V2/IR 向量V0,V1,V2或者[IR1,IR2,IR3] 　
R/LLM/LCM 旋转、光或者颜色矩阵 1，3，12
TR/BK 平移或者背景颜色向量 　
输出
[IR1,IR2,IR3] 短向量 　
[MAC1,MAC2,MAC3] 长向量 　
计算
MX＝mx指定的矩阵
V ＝v 指定的矩阵
CV＝cv指定的矩阵
MAC1=A1[CV1 + MX11*V1 + MX12*V2 + MX13*V3]
MAC2=A2[CV2 + MX21*V1 + MX22*V2 + MX23*V3]
MAC3=A3[CV3 + MX31*V1 + MX32*V2 + MX33*V3]
IR1=Lm_B1[MAC1]
IR2=Lm_B2[MAC2]
IR3=Lm_B3[MAC3]
注，cv字段允许选择远颜色向量，但是GTE不能正确加这个向量

　
名称 周期 命令 描述
DPCL 8 cop2 0x0680029 深度化颜色光源
字段 无
输入
RGB 主颜色。 R，G，B，CODE 0，8，0
IR0 插值值 1，3，12
[IR1,IR2,IR3] 本地颜色向量 1，3，12
CODE 由RGB得到的颜色值 CODE 0，8，0
FC 远颜色 1，27，4
输出
RGBn RGB FIFO     Rn，Gn，Bn，CDn 0，8，0
[IR1,IR2,IR3] 颜色向量 1，11，4
[MAC1,MAC2,MAC3] 颜色向量 1，27，4
计算
1,27,4 MAC1=A1[R*IR1 + IR0*(Lm_B1[RFC - R * IR1])] 1,27,16
1,27,4 MAC2=A2[G*IR2 + IR0*(Lm_B1[GFC - G * IR2])] 1,27,16
1,27,4 MAC3=A3[B*IR3 + IR0*(Lm_B1[BFC - B * IR3])] 1,27,16
1,11,4 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,27,4
1,11,4 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,27,4
1,11,4 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,27,4
0,8,0 Cd0<-Cd1<-Cd2<- CODE 　
0,8,0 R0<-R1<-R2<- Lm_C1[MAC1] 1,27,4
0,8,0 G0<-G1<-G2<- Lm_C2[MAC2] 1,27,4
0,8,0 B0<-B1<-B2<- Lm_C3[MAC3] 1,27,4

　
名称 周期 命令 描述
DPCS 8 cop2 0x0780010 深度化
字段 无
输入
IR0 插值值 1，3，12
RGB 颜色。 R，G，B，CODE 0，8，0
FC 远颜色  RFC,GFC,BFC 1，27，4
输出
RGBn RGB FIFO     Rn，Gn，Bn，CDn 0，8，0
[IR1,IR2,IR3] 颜色向量 1，11，4
[MAC1,MAC2,MAC3] 颜色向量 1，27，4
计算
1,27,4 MAC1=A1[(R + IR0*(Lm_B1[RFC - R])] 1,27,16   lm=0
1,27,4 MAC2=A2[(G + IR0*(Lm_B1[GFC - G])] 1,27,16   lm=0
1,27,4 MAC3=A3[(B + IR0*(Lm_B1[BFC - B])] 1,27,16   lm=0
1,11,4 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,27,4    lm=0
1,11,4 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,27,4    lm=0
1,11,4 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,27,4    lm=0
0,8,0 Cd0<-Cd1<-Cd2<- CODE 　
0,8,0 R0<-R1<-R2<- Lm_C1[MAC1] 1,27,4
0,8,0 G0<-G1<-G2<- Lm_C2[MAC2] 1,27,4
0,8,0 B0<-B1<-B2<- Lm_C3[MAC3] 1,27,4

　
名称 周期 命令 描述
DPCT 17 cop2 0x0F8002A 深度化颜色RGB0，RGB1，RGB2
字段 无
输入
IR0 插值值 1，3，12
RGB0，RGB1，RGB2 RGB FIFO中的颜色。 Rn，Gn，Bn，CDn 0，8，0
FC 远颜色  RFC,GFC,BFC 1，27，4
输出
RGBn RGB FIFO     Rn，Gn，Bn，CDn 0，8，0
[IR1,IR2,IR3] 颜色向量 1，11，4
[MAC1,MAC2,MAC3] 颜色向量 1，27，4
计算
1,27,4 MAC1=A1[R0+ IR0*(Lm_B1[RFC - R0])] 1,27,16   lm=0
1,27,4 MAC2=A2[G0+ IR0*(Lm_B1[GFC - G0])] 1,27,16   lm=0
1,27,4 MAC3=A3[B0+ IR0*(Lm_B1[BFC - B0])] 1,27,16   lm=0
1,11,4 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,27,4    lm=0
1,11,4 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,27,4    lm=0
1,11,4 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,27,4    lm=0
0,8,0 Cd0<-Cd1<-Cd2<- CODE 　
0,8,0 R0<-R1<-R2<- Lm_C1[MAC1] 1,27,4
0,8,0 G0<-G1<-G2<- Lm_C2[MAC2] 1,27,4
0,8,0 B0<-B1<-B2<- Lm_C3[MAC3] 1,27,4
执行这个计算3次，所有3个RGB颜色都被深度化RGB颜色替换

　
名称 周期 命令 描述
INTPL 8 cop2 0x0980011 向量和远颜色插值
字段 无
输入
[IR1,IR2,IR3] 向量 1，3，12
IR0 插值值 1，3，12
CODE 由RGB得到的颜色。   CODE 0，8，0
FC 远颜色  RFC,GFC,BFC 1，27，4
输出
RGBn RGB FIFO     Rn，Gn，Bn，CDn 0，8，0
[IR1,IR2,IR3] 颜色向量 1，11，4
[MAC1,MAC2,MAC3] 颜色向量 1，27，4
计算
1,27,4 MAC1=A1[IR1 + IR0*(Lm_B1[RFC - IR1])] 1,27,16
1,27,4 MAC2=A2[IR2 + IR0*(Lm_B1[GFC - IR2])] 1,27,16
1,27,4 MAC3=A3[IR3 + IR0*(Lm_B1[BFC - IR3])] 1,27,16
1,11,4 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,27,4
1,11,4 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,27,4
1,11,4 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,27,4
0,8,0 Cd0<-Cd1<-Cd2<- CODE 　
0,8,0 R0<-R1<-R2<- Lm_C1[MAC1] 1,27,4
0,8,0 G0<-G1<-G2<- Lm_C2[MAC2] 1,27,4
0,8,0 B0<-B1<-B2<- Lm_C3[MAC3] 1,27,4

　
名称 周期 命令 描述
SQR 5 cop2 0x0A00428 向量平方
字段 sf
输入
[IR1,IR2,IR3] 向量 1，15，0或者1，3，12
输出
[IR1,IR2,IR3] 向量^2 1，15，0或者1，3，12
[MAC1,MAC2,MAC3] 向量^2 1，15，0或者1，3，12
计算：左边格式sf＝0，右边格式sf＝1
1,31,0或者1,19,12 MAC1=A1[IR1*IR1] 1,43,0或者1,31,12
1,31,0或者1,19,12 MAC2=A2[IR2*IR2] 1,43,0或者1,31,12
1,31,0或者1,19,12 MAC3=A3[IR3*IR3] 1,43,0或者1,31,12
1,15,0或者1,3,12 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,31,0或者1,19,12    lm＝1
1,15,0或者1,3,12 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,31,0或者1,19,12    lm＝1
1,15,0或者1,3,12 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,31,0或者1,19,12    lm＝1

　
名称 周期 命令 描述
NCS 14 cop2 0x0C8041E 法颜色V0
字段 无
输入
V0 法颜色 1，3，12
BK 背景颜色 RGB，GBK，RBK 1，19，12
CODE 由RGB得到的颜色值  CODE 0，8，0
LCM 颜色矩阵 1，3，12
LLM 光源矩阵 1，3，12
输出
RGBn RGB FIFO   Rn，Gn，Bn，CDn 0，8，0
[IR1,IR2,IR3] 颜色向量 1，11，4
[MAC1,MAC2,MAC3] 颜色向量 1，27，4
计算：
1,19,12 MAC1=A1[L11*VX0 + L12*VY0 + L13*VZ0] 1,19,24
1,19,12 MAC2=A2[L21*VX0 + L22*VY0 + L23*VZ0] 1,19,24
1,19,12 MAC3=A3[L31*VX0 + L32*VY0 + L33*VZ0] 1,19,24
1,3,12 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,19,12    lm＝1
1,19,12 MAC1=A1[RBK + LR1*IR1 + LR2*IR2 + LR3*IR3] 1,19,24
1,19,12 MAC2=A2[GBK + LG1*IR1 + LG2*IR2 + LG3*IR3] 1,19,24
1,19,12 MAC3=A3[BBK + LB1*IR1 + LB2*IR2 + LB3*IR3] 1,19,24
1,3,12 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,19,12    lm＝1
0,8,0 Cd0<-Cd1<-Cd2<- CODE 　
0,8,0 R0<-R1<-R2<- Lm_C1[MAC1] 1,27,4
0,8,0 G0<-G1<-G2<- Lm_C2[MAC2] 1,27,4
0,8,0 B0<-B1<-B2<- Lm_C3[MAC3] 1,27,4

　
名称 周期 命令 描述
NCT 30 cop2 0x0D80420 法颜色V0,V1,V2
字段 无
输入
V0，V1，V2 法向量 1，3，12
BK 背景颜色 RGB，GBK，RBK 1，19，12
CODE 由RGB得到的颜色值  CODE 0，8，0
LCM 颜色矩阵 1，3，12
LLM 光源矩阵 1，3，12
输出
RGBn RGB FIFO   Rn，Gn，Bn，CDn 0，8，0
[IR1,IR2,IR3] 颜色向量 1，11，4
[MAC1,MAC2,MAC3] 颜色向量 1，27，4
计算：
和NCS一样，但是重复V1和V2

　
名称 周期 命令 描述
NCDS 19 cop2 0x0E80413 法颜色深度化
字段 无
输入
V0 法颜色 1，3，12
BK 背景颜色 RGB，GBK，RBK 1，19，12
RGB 主颜色      R，G，B，CODE 0，8，0
LCM 颜色矩阵 1，3，12
LLM 光源矩阵 1，3，12
IR0 插值值 1，3，12
输出
RGBn RGB FIFO   Rn，Gn，Bn，CDn 0，8，0
[IR1,IR2,IR3] 颜色向量 1，11，4
[MAC1,MAC2,MAC3] 颜色向量 1，27，4
计算：
1,19,12 MAC1=A1[L11*VX0 + L12*VY0 + L13*VZ0] 1,19,24
1,19,12 MAC2=A2[L21*VX0 + L22*VY0 + L23*VZ0] 1,19,24
1,19,12 MAC3=A3[L31*VX0 + L32*VY0 + L33*VZ0] 1,19,24
1,3,12 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,19,12    lm＝1
1,19,12 MAC1=A1[RBK + LR1*IR1 + LR2*IR2 + LR3*IR3] 1,19,24
1,19,12 MAC2=A2[GBK + LG1*IR1 + LG2*IR2 + LG3*IR3] 1,19,24
1,19,12 MAC3=A3[BBK + LB1*IR1 + LB2*IR2 + LB3*IR3] 1,19,24
1,3,12 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,19,12    lm＝1
1,27,4 MAC1=A1[R*IR1 + IR0*(Lm_B1[RFC-R*IR1])] 1,27,16  lm=0
1,27,4 MAC2=A1[G*IR2 + IR0*(Lm_B2[GFC-G*IR2])] 1,27,16  lm=0
1,27,4 MAC3=A1[B*IR3 + IR0*(Lm_B3[BFC-B*IR3])] 1,27,16  lm=0
1,3,12 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,27,4    lm＝1
1,3,12 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,27,4    lm＝1
1,3,12 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,27,4    lm＝1
0,8,0 Cd0<-Cd1<-Cd2<- CODE 　
0,8,0 R0<-R1<-R2<- Lm_C1[MAC1] 1,27,4
0,8,0 G0<-G1<-G2<- Lm_C2[MAC2] 1,27,4
0,8,0 B0<-B1<-B2<- Lm_C3[MAC3] 1,27,4

　
名称 周期 命令 描述
NCDT 44 cop2 0x0F80416 法颜色深度化V0，V1，V2
字段 无
输入
V0 法颜色 1，3，12
V1 法颜色 1，3，12
V2 法颜色 1，3，12
BK 背景颜色 RGB，GBK，RBK 1，19，12
FC 远颜色   RFC，GFC，RFC 1，27，4
RGB 主颜色      R，G，B，CODE 0，8，0
LCM 颜色矩阵 1，3，12
LLM 光源矩阵 1，3，12
IR0 插值值 1，3，12
输出
RGBn RGB FIFO   Rn，Gn，Bn，CDn 0，8，0
[IR1,IR2,IR3] 颜色向量 1，11，4
[MAC1,MAC2,MAC3] 颜色向量 1，27，4
计算：
和NCDS一样，但是重复V1和V2

　
名称 周期 命令 描述
NCCS 17 cop2 0x108041B 带颜色的法颜色
字段 无
输入
V0 法颜色 1，3，12
BK 背景颜色 RGB，GBK，RBK 1，19，12
RGB 主颜色      R，G，B，CODE 0，8，0
LCM 颜色矩阵 1，3，12
LLM 光源矩阵 1，3，12
输出
RGBn RGB FIFO   Rn，Gn，Bn，CDn 0，8，0
[IR1,IR2,IR3] 颜色向量 1，11，4
[MAC1,MAC2,MAC3] 颜色向量 1，27，4
计算：
1,19,12 MAC1=A1[L11*VX0 + L12*VY0 + L13*VZ0] 1,19,24
1,19,12 MAC2=A2[L21*VX0 + L22*VY0 + L23*VZ0] 1,19,24
1,19,12 MAC3=A3[L31*VX0 + L32*VY0 + L33*VZ0] 1,19,24
1,3,12 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,19,12    lm＝1
1,19,12 MAC1=A1[RBK + LR1*IR1 + LR2*IR2 + LR3*IR3] 1,19,24
1,19,12 MAC2=A2[GBK + LG1*IR1 + LG2*IR2 + LG3*IR3] 1,19,24
1,19,12 MAC3=A3[BBK + LB1*IR1 + LB2*IR2 + LB3*IR3] 1,19,24
1,3,12 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,19,12    lm＝1
1,27,4 MAC1=A1[R*IR1] 1,27,16
1,27,4 MAC2=A2[G*IR2] 1,27,16
1,27,4 MAC3=A3[B*IR3] 1,27,16
1,3,12 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,27,4    lm＝1
1,3,12 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,27,4    lm＝1
1,3,12 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,27,4    lm＝1
0,8,0 Cd0<-Cd1<-Cd2<- CODE 　
0,8,0 R0<-R1<-R2<- Lm_C1[MAC1] 1,27,4
0,8,0 G0<-G1<-G2<- Lm_C2[MAC2] 1,27,4
0,8,0 B0<-B1<-B2<- Lm_C3[MAC3] 1,27,4

　
名称 周期 命令 描述
NCCT 39 cop2 0x118043F 带颜色的法颜色V0，V1，V2
字段 无
输入
V0 法向量 1，3，12
V1 法向量 1，3，12
V2 法向量 1，3，12
BK 背景颜色 RGB，GBK，RBK 1，19，12
RGB 主颜色      R，G，B，CODE 0，8，0
LCM 颜色矩阵 1，3，12
LLM 光源矩阵 1，3，12
输出
RGBn RGB FIFO   Rn，Gn，Bn，CDn 0，8，0
[IR1,IR2,IR3] 颜色向量 1，11，4
[MAC1,MAC2,MAC3] 颜色向量 1，27，4
计算：
和NCCS一样，但是重复V1和V2

　
名称 周期 命令 描述
CDP 13 cop2 0x1280414 颜色深度查询
字段 无
输入
[IR1,IR2,IR3] 向量 1，3，12
RGB 主颜色      R，G，B，CODE 0，8，0
IR0 插值值 1，3，12
BK 背景颜色 RGB，GBK，RBK 1，19，12
LCM 颜色矩阵 1，3，12
FC 远颜色   RFC，GFC，RFC 1，27，4
输出
RGBn RGB FIFO   Rn，Gn，Bn，CDn 0，8，0
[IR1,IR2,IR3] 颜色向量 1，11，4
[MAC1,MAC2,MAC3] 颜色向量 1，27，4
计算：
1,19,12 MAC1=A1[RBK + LR1*IR1 + LR2*IR2 + LR3*IR3] 1,19,24
1,19,12 MAC2=A2[GBK + LG1*IR1 + LG2*IR2 + LG3*IR3] 1,19,24
1,19,12 MAC3=A3[BBK + LB1*IR1 + LB2*IR2 + LB3*IR3] 1,19,24
1,3,12 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,19,12    lm＝1
1,27,4 MAC1=A1[R*IR1 + IR0*(Lm_B1[RFC-R*IR1])] 1,27,16  lm=0
1,27,4 MAC2=A2[G*IR2 + IR0*(Lm_B2[GFC-G*IR2])] 1,27,16  lm=0
1,27,4 MAC3=A3[B*IR3 + IR0*(Lm_B3[BFC-B*IR3])] 1,27,16  lm=0
1,3,12 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,27,4    lm＝1
1,3,12 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,27,4    lm＝1
1,3,12 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,27,4    lm＝1
0,8,0 Cd0<-Cd1<-Cd2<- CODE 　
0,8,0 R0<-R1<-R2<- Lm_C1[MAC1] 1,27,4
0,8,0 G0<-G1<-G2<- Lm_C2[MAC2] 1,27,4
0,8,0 B0<-B1<-B2<- Lm_C3[MAC3] 1,27,4

　
名称 周期 命令 描述
CC 11 cop2 0x138041C 从光源向量和一个基本颜色计算一个颜色
字段 无
输入
[IR1,IR2,IR3] 向量 1，3，12
BK 背景颜色 RGB，GBK，RBK 1，19，12
RGB 主颜色      R，G，B，CODE 0，8，0
LCM 颜色矩阵 1，3，12
输出
RGBn RGB FIFO   Rn，Gn，Bn，CDn 0，8，0
[IR1,IR2,IR3] 颜色向量 1，11，4
[MAC1,MAC2,MAC3] 颜色向量 1，27，4
计算：
1,19,12 MAC1=A1[RBK + LR1*IR1 + LR2*IR2 + LR3*IR3] 1,19,24
1,19,12 MAC2=A2[GBK + LG1*IR1 + LG2*IR2 + LG3*IR3] 1,19,24
1,19,12 MAC3=A3[BBK + LB1*IR1 + LB2*IR2 + LB3*IR3] 1,19,24
1,3,12 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,19,12    lm＝1
1,3,12 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,19,12    lm＝1
1,27,4 MAC1=A1[R*IR1] 1,27,16
1,27,4 MAC2=A2[G*IR2] 1,27,16
1,27,4 MAC3=A3[B*IR3] 1,27,16
1,3,12 IR1= Lm_B1[MAC1] 1,27,4    lm＝1
1,3,12 IR2= Lm_B2[MAC2] 1,27,4    lm＝1
1,3,12 IR3= Lm_B3[MAC3] 1,27,4    lm＝1
0,8,0 Cd0<-Cd1<-Cd2<- CODE 　
0,8,0 R0<-R1<-R2<- Lm_C1[MAC1] 1,27,4
0,8,0 G0<-G1<-G2<- Lm_C2[MAC2] 1,27,4
0,8,0 B0<-B1<-B2<- Lm_C3[MAC3] 1,27,4

　
名称 周期 命令 描述
NCLIP 8 cop2 0x1400006 法向剪切
字段 无
输入
SXY0,SXY1,SXY2 屏幕坐标 1，15，0
输出
MAC0 SXY1和SXY2的外积，SXY0保持原状 1，31，0
计算：
1,31,0 MAC0 = F[SX0*SY1+SX1*SY2+SX2*SY0-SX0*SY2-SX1*SY0-SX2*SY1] 1,43,0

　
名称 周期 命令 描述
AVSZ3 5 cop2 0x158002D 3个Z值平均
字段 无
输入
SZ1,SZ2,SZ3 Z值 0，16，0
ZSF3 除数 1，3，12
输出
OTZ 平均 0，16，0
MAC0 平均 1，31，0
计算：
1,31,0 MAC0=F[ZSF3*SZ1 + ZSF3*SZ2 + ZSF3*SZ3] 1,31,12
0,16,0 OTZ=Lm_D[MAC0] 1,31,0

　
名称 周期 命令 描述
AVSZ4 6 cop2 0x168002E 4个Z值平均
字段 无
输入
SZ1,SZ2,SZ3,SZ4 Z值 0，16，0
ZSF4 除数 1，3，12
输出
OTZ 平均 0，16，0
MAC0 平均 1，31，0
计算：
1,31,0 MAC0=F[ZSF4*SZ0 + ZSF4*SZ1 + ZSF4*SZ2 + ZSF4*SZ3] 1,31,12
0,16,0 OTZ=Lm_D[MAC0] 1,31,0

　
名称 周期 命令 描述
OP 6 cop2 0x170000C 外积
字段 sf
输入
[R11R12,R22R23,R33] 向量1 　
[IR1,IR2,IR3] 向量2 　
输出
[IR1,IR2,IR3] 外积 　
[MAC1,MAC2,MAC3] 外积 　
计算：(D1=R11R12,D2=R22R23,D3=R33)
　 MAC1=A1[D2*IR3 - D3*IR2] 　
　 MAC2=A2[D3*IR1 - D1*IR3] 　
　 MAC3=A3[D1*IR2 - D2*IR1] 　
　 IR1=Lm_B1[MAC1] 　
　 IR2=Lm_B2[MAC2] 　
　 IR3=Lm_B3[MAC3] 　

　
名称 周期 命令 描述
GPF 6 cop2 0x190003D 通用目的插值
字段 sf
输入
IR0 缩放因子 　
CODE RGB代码段 　
[IR1,IR2,IR3] 向量 　
输出
[IR1,IR2,IR3] 向量 　
[MAC1,MAC2,MAC3] 向量 　
RGB2 RGB信息 　
计算：
　 MAC1=A1[IR0 * IR1] 　
　 MAC2=A2[IR0 * IR2] 　
　 MAC3=A3[IR0 * IR3] 　
　 IR1=Lm_B1[MAC1] 　
　 IR2=Lm_B2[MAC2] 　
　 IR3=Lm_B3[MAC3] 　
0,8,0 Cd0<-Cd1<-Cd2<- CODE 　
0,8,0 R0<-R1<-R2<- Lm_C1[MAC1] 　
0,8,0 G0<-G1<-G2<- Lm_C2[MAC2] 　
0,8,0 B0<-B1<-B2<- Lm_C3[MAC3] 　

　
名称 周期 命令 描述
GPL 5 cop2 0x1A0003E 通用目的插值
字段 sf
输入
IR0 缩放因子 　
CODE RGB代码段 　
[IR1,IR2,IR3] 向量 　
[MAC1,MAC2,MAC3] 向量 　
输出
[IR1,IR2,IR3] 向量 　
[MAC1,MAC2,MAC3] 向量 　
RGB2 RGB信息 　
计算：
　 MAC1=A1[MAC1 + IR0 * IR1] 　
　 MAC2=A2[MAC2 + IR0 * IR2] 　
　 MAC3=A3[MAC3 + IR0 * IR3] 　
　 IR1=Lm_B1[MAC1] 　
　 IR2=Lm_B2[MAC2] 　
　 IR3=Lm_B3[MAC3] 　
0,8,0 Cd0<-Cd1<-Cd2<- CODE 　
0,8,0 R0<-R1<-R2<- Lm_C1[MAC1] 　
0,8,0 G0<-G1<-G2<- Lm_C2[MAC2] 　
0,8,0 B0<-B1<-B2<- Lm_C3[MAC3] 　

　
字段描述
24   20 19 18   17 16   15 14   13 12   11 10 9     0
　 sf mx v cv 　 lm 　
sf 0 向量格式（1，31，0）
1 向量格式（1，19，12）
mx 0 乘以旋转矩阵
1 乘以光源矩阵
2 乘以颜色矩阵
3 未知
v 0 V0 源矩阵（短）
1 V1 源矩阵（短）
2 V2 源矩阵（短）
3 IR 源矩阵（长）
cv 0 加平移向量
1 加背景颜色向量
2 未知
3 不加向量
lm 0 没有负值限制
1 限制负值到0
通用MVMVA指令列表
名称 周期数 命令 描述
rtv0 - cop2 0x0486012 v0×旋转矩阵
rtv1 - cop2 0x048E012 v1×旋转矩阵
rtv2 - cop2 0x0496012 v2×旋转矩阵
rtir12 - cop2 0x049E012 ir×旋转矩阵
rtir0 - cop2 0x041E012 ir×旋转矩阵
rtv0tr - cop2 0x0480012 v0×旋转矩阵＋平移向量
rtv1tr - cop2 0x0488012 v1×旋转矩阵＋平移向量
rtv2tr - cop2 0x0490012 v2×旋转矩阵＋平移向量
rtirtr - cop2 0x0498012 ir×旋转矩阵＋平移向量
rtv0bk - cop2 0x0482012 v0×旋转矩阵＋背景向量
rtv1bk - cop2 0x048A012 v1×旋转矩阵＋背景向量
rtv2bk - cop2 0x0492012 v2×旋转矩阵＋背景向量
rtirbk - cop2 0x049A012 ir×旋转矩阵＋背景向量
ll - cop2 0x04A6412 v0×光源矩阵。下限为0
llv0 - cop2 0x04A6012 v0×光源矩阵
llv1 - cop2 0x04AE012 v1×光源矩阵
llv2 - cop2 0x04B6012 v2×光源矩阵
llvir - cop2 0x04BE012 ir×光源矩阵
llv0tr - cop2 0x04A0012 v0×光源矩阵＋平移矩阵
llv1tr - cop2 0x04A8012 v1×光源矩阵＋平移矩阵
llv2tr - cop2 0x04B0012 v2×光源矩阵＋平移矩阵
llirtr - cop2 0x04B8012 ir×光源矩阵＋平移矩阵
llv0bk - cop2 0x04A2012 v0×光源矩阵＋背景向量
llv1bk - cop2 0x04AA012 v1×光源矩阵＋背景向量
llv2bk - cop2 0x04B2012 v2×光源矩阵＋背景向量
llirbk - cop2 0x04BA012 ir×光源矩阵＋背景向量
lc - cop2 0x04DA412 v0×颜色矩阵。下限为0
lcv0 - cop2 0x04C6012 v0×颜色矩阵
lcv1 - cop2 0x04CE012 v1×颜色矩阵
lcv2 - cop2 0x04D6012 v2×颜色矩阵
lcvir - cop2 0x04DE012 ir×颜色矩阵
lcv0tr - cop2 0x04C0012 v0×颜色矩阵＋平移矩阵
lcv1tr - cop2 0x04C8012 v1×颜色矩阵＋平移矩阵
lcv2tr - cop2 0x04D0012 v2×颜色矩阵＋平移矩阵
lcirtr - cop2 0x04D8012 ir×颜色矩阵＋平移矩阵
lev0bk - cop2 0x04C2012 v0×颜色矩阵＋平移矩阵
lev1bk - cop2 0x04CA012 v1×颜色矩阵＋平移矩阵
lev2bk - cop2 0x04D2012 v2×颜色矩阵＋平移矩阵
leirbk - cop2 0x04DA012 ir×颜色矩阵＋平移矩阵
　
其他指令
名称 周期数 命令 描述 格式
sqr12 - cop2 0x0A80428 ir平方 1,19,12
sqr0 - cop2 0x0A80428 ir平方 1,31, 0
op12 - cop2 0x178000C 外积 1,19,12
op0 - cop2 0x170000C 外积 1,31, 0
gpf12 - cop2 0x198003D 通用目的插值 1,19,12
gpf0 - cop2 0x190003D 通用目的插值 1,31, 0
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