图形处理芯片（GPU）
GPU控制了一个1MB的帧缓存，提供了一个最大1024×512分辨率16位像素的屏幕。它同时也包括了一个2KB的材质高速缓存。可以以15位或24位色显示。
因为PSX缺乏一个FPU，所以增加了第二个协处理器，成为几何变换引擎 GTE（Geometry Transformation Engine）。GTE是PSX上所有3D运算的核心，它能够进行向量和矩阵运算，视角转换，颜色平衡等等。它对这些操作比CPU快得多，作为第二个协处理器（Cop2），它没有分配物理地址。
1MB的帧缓存不能被CPU访问，只能通过向GPU发送命令或者DMA传送数据。它有一个64字节的命令FIFO缓存，可以保存3条命令，它连接到一个DMA通道用来传送图像数据和链接命令列表（通道2）和一个DMA通道用来反向清楚一个顺序表（通道6）。
通讯和顺序表（OT）
所有的绘图和绘图环境数据都作为信息包送到GPU。每一个信息包都告诉GPU怎样和在哪里绘一个图元，或者设置一个绘图环境参数。显示环境通过GPU的控制端口用一个单字命令设置。
信息包可以通过数据端口逐字送到GPU也可以用DMA大量传送。所以创建了一个特殊的DMA模式来方便地传送和管理大量的信息包。在这种模式，发送的是一个包列表。其中每一个条目都包含了一个头部（一个包含了下一个条目地址和信息包大小的字）和包本身。这样做的好处是信息包没有必要进行顺序储存，使得容易控制信息包被处理的顺序。GPU按照获得信息包的顺序处理它们，所以列表的第一个条目最先被画出。要插入一个包，只需要进行链表的插入操作，修改地址。
顺序表OT（Ordering Table）用来辅助在列表中寻找位置。在一开始，它是一个0字节包的链接条目，仅仅是包头部列表，没一个条目指向下一个条目。由程序生成的图元可以加入到这个表的某一个索引中。先读取表条目中的地址，将它替换成新包的地址，然后将表中的地址存到包里。当所有的包都生成后，只需要将第一个列表条目的地址传到DMA，就能够按照你输入表的顺序画出各个信息包。表中包条目索引值低的比索引值高的先画出。输入同一个索引的包，最后输入的最先画出。
在3D作图中，通常希望高Z值的图元先画出，所以Z值可以用作索引值。很简单，只要做一个表，其中每一个条目指向前一个条目，然后在最后一个表条目开始DMA。可以用一个特殊的DMA通道辅助你创建这样的表。
帧缓存
帧缓存是储存了所有GPU在绘图和显示图像过程中能够访问和处理的图像数据的内存，它个内存不能被CPU直接访问。大小是1MB，可以看作1024×512像素，每个像素大小是一个字（16bit）。它不像通常内存那样线性访问，而是通过坐标访问，左上角（0，0），右下角（1023，511）。
当数据从帧缓存中显示的时候，在这个记忆体中按照指定的坐标读取一个矩形区域。区域的大小可以从几种硬件定义的类型中选择。注意这些硬件大小只有在X和Y停止/开始寄存器处于缺省值的时候才有效。显示的区域可以用两种颜色格式显示：15位直接或24位直接，数据格式如下：
15位直接显示
像素 | |||
M | 蓝色 | 绿色 | 红色 |
15 | 14 10 | 9 5 | 4 0 |
也就是每种颜色值是0～31，最高位（M）是掩码。
24位直接显示
像素字节0 | 像素字节1 | 像素字节2 | |||
绿色0 | 红色0 | 红色1 | 蓝色0 | 蓝色1 | 绿色1 |
15 8 | 7 0 | 15 8 | 7 0 | 15 8 | 7 0 |
GPU也可以设置为24位模式，这种情况下，一个像素3个字节，每种颜色1字节。这样2个显示像素用3个帧缓存像素编码，显示为[R0,G0,B0] [R1,G1,B1]。
图元
GPU能够绘制的基本图形叫做图元，它可以绘制下面这些东西：
多边形
GPU可以画3点和4点多边形，每一点指定了帧缓存中的一点。可以带辐射阴影。4点多边形定点的顺序如下：
1 | 2 | |
3 | 4 |
一个4点多边形在内部当作2个3点多边形处理。GPU画多边形的时候最右边和最下边的边不会画出，所以（0，0）－（32，32）实际画出（0，0）－（31，31）。要使两个多边形相接，只要使它们坐标相同就可以了。
带材质的多边形
这种图元和上一种是相同的，特别之处是它可以用材质。多边形的每个顶点映射到帧缓存中的材质页中的一点。也可以带辐射阴影。
矩形
一个矩形用左上角定点和宽度、高度来定义，宽度和高度可以是任意的、8×8的或者是16×16的。它画得比多边形快得多，但是没有辐射阴影。
精灵
一个精灵是一个材质矩形，在材质页面的坐标上定义一个矩形。如同矩形那样画得比多边形快，但是没有辐射阴影。虽然它也叫做精灵，但是它和传统意义上的精灵没有任何相同之处，仅仅是一个矩形图像小片。传统的精灵和PSX精灵不同，它不是画到位图里的，而是在显示的时候特别送到屏幕上的特殊位置的。
直线
一条直线是两点之间的连线，可以有阴影。特殊的形式是多点线，可以指定任意多的点。
点
点图元在指定的位置用指定的颜色绘制一个像素，实际是一个特殊的矩形，大小是1×1。
材质
材质是放到多边形或精灵的一个图像，它需要预先在帧缓存中准备好数据。这个图像叫做材质图案，材质图案放在帧缓存中某个地方的标准大小的材质页中。材质数据可以用3中不同的模式存放。
15位直接模式
索引0 | |||
S | 蓝 | 绿 | 红 |
15 | 14 10 | 9 5 | 4 0 |
这表示了每种颜色的值是0～31，最高有效位（S）用来表明这个像素是否半透明的。
8位调色板模式
每个像素用8位定义，它的值通过调色板转换为15位的颜色，很像标准VGA图片。这样可以使用256种15位精度的颜色。
索引1 | 索引0 |
15 8 | 7 0 |
索引0是左边像素的调色板索引值，索引1是右边的。
4位调色板模式
和上面的一样，除了只有16种颜色，数据安排如下：
索引3 | 索引2 | 索引1 | 索引0 |
15 12 | 11 8 | 7 4 | 3 0 |
索引0到索引3先后从左到右绘制。
材质页
材质页是一个256×256像素的单元，什么颜色模式对它没有影响。就是说，在帧缓存中它在4位调色板模式时是64像素宽，8位调色板模式时128像素宽，15位直接模式时256像素宽。像素的寻址是相对于材质页的位置，而不是帧缓存。所以材质页左上角的材质坐标是（0，0），右下是（255，255），页面可以位于帧缓存中的X乘以64和Y乘以256的地方。可以建立多个材质页，但是图元只能使用一个材质页里的材质。
材质窗口
材质窗口里面的区域是材质页的重复，数据实际上并不知存在于整个材质页，但是GPU当它们存在而重复读取。X和Y和H和W必须乘以8。
调色板
调色板在帧缓存中作如下安排：8位调色板模式是256×1的图像，4位调色板模式是16×1的图像。每个像素是16位的值，前15位用作15位颜色，第16位作半透明标志。调色板数据可以安放在帧缓存中X乘以16（0，16，32，48等等）和Y（0～511）的位置。可以有多个调色板，但是一个图元只能够使用一个。
材质高速缓存
如果要显示带材质的多边形，GPU需要从帧缓存中读取这些东西，将会减慢绘图过程，导致在给定的时间内能够绘制的多边形减少。因此GPU配上了一个材质高速缓存，材质高速缓存的大小依据材质颜色模式而不同。在4位调色板模式，它的大小是64×64，8位调色板模式是32×64，15位直接模式是32×32。
高速缓存块
材质页被分割为不重叠的高速缓存块，每块的大小依据颜色模式。这些高速缓存块被平铺在材质页中。
高速缓存块0 | 1 | 2...... |
. |
高速缓存条目
每个高速缓存块分为256个高速缓存条目，按顺序编号，8字节宽，所以一个高速缓存条目包含了16个4位调色板像素，或者8个8位调色板像素，或者4个15位直接像素。
4位和8位调色板：
0 | 1 | 2 | 3 |
4 | 5 | 6 | 7 |
8 | 9 | ... | |
c | ... | ||
15位直接：
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
8 | 9 | a | b | c | d | e | f |
10 | 11 | ... | |||||
18 | ... | ||||||
... | |||||||
高速缓存只能保存一个高速缓存条目。
描绘选项
有3种模式影响GPU向帧缓存描绘图元。
半透明
当设置一个像素是半透明时，GPU会读取帧缓存中的目标像素和需要进行半透明的源像素，然后根据选择的半透明模式计算新目标像素的颜色。处理器速度也因此会减慢下来，GPU共有4种半透明模式。
B是从帧缓存读取的像素，F是半透明像素。
- 1.0×B＋0.5×F
- 1.0×B＋1.0×F
- 1.0×B－1.0×F
- 1.0×B＋0.25×F
每个图元都可以设置新的半透明模式，没有材质的图元可以选择半透明模式。有材质的图元最高有效位是半透明标志，所以一些像素可以设为半透明，其他可以是不透明的。对于调色板模式，半透明位从调色板中取得。
当颜色是黑色（BGR＝0），半透明的处理方法和不是黑色（BGR<>0）时不同，如下表：
透明处理（命令的第1位） | |||
BGR | 半透明标志 | 关 | 开 |
0，0，0 | 0 | 透明 | 透明 |
0，0，0 | 1 | 不透明 | 不透明 |
x，x，x | 0 | 不透明 | 不透明 |
x，x，x | 1 | 不透明 | 透明 |
阴影
GPU有阴影功能，可以比例缩放图元的颜色到指定的亮度。有2种阴影：单调阴影和辐射阴影。单调阴影用一个亮度值指定整个图元的，辐射阴影则可以指定每个顶点的亮度，中间点自动进行插值。
掩码
掩码功能可以阻止GPU向帧缓存中特定的像素写东西，就是说GPU向一个掩码区域画图元的时候，先读取它要写向的坐标点的像素，检查掩码标志，如果设置了就不写这个像素。掩码标志是像素的最高有效位，和不透明标志一样。GPU提供了一个掩码模式来设置这些位，写像素的同时设置它们的最高有效位。如果掩码和掩码检测都打开了，GPU就不向设置了最高有效位的像素写东西，而写没有设置的那些像素，同时把它们也设置成掩码像素。
绘图环境
绘图环境设置GPU绘制图元所需的全部全局参数。
- 绘图偏移
绘图区域的左上角坐标，图元坐标的原点设在这点上。所以绘图偏移是（0，240），一个多边形顶点坐标是（16，20），则它会被画到帧缓存的（0＋16，240＋20）的地方。
- 绘图修剪区域
指定了GPU绘制图元的最大范围，用它来制定绘图区的左上角和右下角。
- 抖动使能
当抖动使能时，GPU绘制阴影时会抖动该区域。内部以24位色运行，抖动颜色后再转会15位色。当它关闭时，只是简单的发散每个颜色的最低3位。
- 画到显示区使能
使能/禁止画到当前显示区域。
- 掩码使能
使能时，所有画到帧缓存的像素，GPU都会加上掩码标志（设置最高有效位）。
- 掩码判断使能
绘图时是否判断帧缓存中的掩码数据。
显示环境
包含了显示信息和显示区域。
- 帧缓存中的显示区域
指定了显示的分辨率，可以是以下大小：
宽度：256，320，384，512或者640像素
高度：240或者480像素
这些设置仅仅是指定了显示分分辨率，指明绘制多少像素。
- 显示（开始/结束）
指定屏幕的显示区域和发送多少数据到屏幕，屏幕显示区域大小只有在水平/垂直、开始/结束处于缺省值时才有效。可以通过改变这些来放大/缩小显示屏幕。大多数电视机在周围有一些黑边，可以设置使屏幕早一点开始晚一点结束来消除。像素的大小不会被这些设置改变，GPU只是简单地发送多一些数据到屏幕。
- 隔行扫描
当使能的时候，GPU会交错显示奇数行和偶数行。当使用480行而电视机屏幕又没有480条扫描线时需要使用这个功能。
- 15位/24位色直接显示
切换15位/24位色显示模式
- 视频模式
选择视频模式是PAL或者NTSC制式。
GPU控制寄存器
有2个32位IO端口用于GPU，分别是0x1F80_1810的GPU数据寄存器和0x1F80_1814的GPU控制/状态寄存器。数据寄存器用于交换数据，控制/状态寄存器在读取时给出GPU状态，在写入时设置控制位。
控制/状态寄存器 0x1F80_1814（读取）
31 | 0 | |||||||||||||||||||||||
lcf | dma | com | img | busy | ? | ? | den | isinter | isrgb24 | Video | Height | Width0 | Width1 | ? | ? | ? | me | md | dfe | dtd | tp | abr | ty | tx |
1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 4 |
Width（宽度）
W0 | W1 | |
00 | 0 | 256像素 |
01 | 0 | 320 |
10 | 0 | 512 |
11 | 0 | 640 |
00 | 1 | 384 |
Height（高度）
0 | 240像素 |
1 | 480 |
Video（视频）
0 | NTSC |
1 | PAL |
isrgb24（颜色模式）
0 | 15位直接模式 |
1 | 24位直接模式 |
isinter（扫描模式）
0 | 隔行扫描关闭 |
1 | 隔行扫描打开 |
den（显示使能）
0 | 显示使能 |
1 | 显示禁止 |
busy（忙）
0 | GPU忙（例如正在绘制图元） |
1 | GPU空闲 |
img（影像）
0 | 未准备好发送图像（信息包$C0） |
1 | 准备好 |
com（命令）
0 | 未准备好接收命令 |
1 | 准备好 |
dma（DMA）
00 | DMA关闭，通过GP0通讯 |
01 | 未知 |
10 | DMA CPU-->GPU |
11 | DMA GPU-->CPU |
lcf（交错行）
0 | 偶数行交错描绘 |
1 | 非偶数行交错描绘 |
tx（材质页X）
材质页X＝tx×64
ty（材质页Y）
0 | 0 |
1 | 256 |
abr（半透明状态）
00 | 0.5×B＋0.5×F |
01 | 1.0×B＋0.5×F |
10 | 1.0×B－1.0×F |
11 | 1.0×B＋0.25×F |
tp（材质页颜色模式）
00 | 4位调色板 |
01 | 8位调色板 |
10 | 15位 |
dtd（抖动模式）
0 | 抖动关闭 |
1 | 抖动开启 |
dfe（画到显示区域）
0 | 禁止画到当前显示区域 |
1 | 允许画到当前显示区域 |
md（掩码模式）
0 | 不设置绘图像素的掩码标志 |
1 | 设置绘图像素的掩码标志 |
me（掩码检测）
0 | 不检测掩码标志 |
1 | 检测掩码标志 |
控制/状态寄存器 0x1F80_1814（写入）
命令 | 参数 |
31 16 | 15 0 |
一个控制命令组成如上表，每个命令的参数都不一样。
复位GPU
命令 | 0x00 |
参数 | 0x000000 |
描述 | 复位GPU，同时关闭屏幕。（设置状态为$14802000） |
复位命令缓存
命令 | 0x01 |
参数 | 0x000000 |
描述 | 复位命令缓存 |
复位IRQ
命令 | 0x02 |
参数 | 0x000000 |
描述 | 复位IRQ |
显示使能
命令 | 0x03 |
参数 | 0x000000 显示禁止 |
描述 | 关闭和打开显示，关闭屏幕时如果选择了NTSC模式会使PAL屏幕发送NTSC闪烁 |
DMA设置
命令 | 0x04 |
参数 | 0x000000 DMA禁止 |
描述 | 设置DMA方向 |
开始显示区域
命令 | 0x05 |
参数 | 0x00－0x09位 X（0－1023） |
描述 | 确定显示区域的左上角 |
水平显示范围
命令 | 0x06 |
参数 | 0x00－0x0B位 X1（0x1F4－0xCDA） |
描述 | 指定水平显示范围，显示相对于显示开始位置，所以X坐标0位于X1。显示结束位置和开始位置无关。在320模式发送到屏幕的像素个数是（X2－X1）/8。实际可见数依赖于电视机（通常是0x260-0xC56） |
垂直显示范围
| 命令 | 0x07 |
| 参数 | 0x00－0x09位 Y1 |
| 描述 | 指定垂直显示范围，显示相对于显示开始位置，所以Y坐标0位于Y1。结束位置和开始位置无关。在240模式发送到显示器的像素数目是Y2－Y1。(缺省值不确定，大概是NTSC 0x010-0x100,PAL 0x023-0x123) |
显示模式
| 命令 | 0x08 |
| 参数 | 0x00-0x01位 宽度0 |
| 描述 | 参见显示模式 |
未知
| 命令 | 0x09 |
| 参数 | 0x000001 ?? |
| 描述 | 使用时值为0x000001 |
GPU信息
| 命令 | 0x10 |
| 参数 | 0x000000 |
| 描述 | 返回请求信息，从GP0读取结果。似乎0，1也是返回绘图区域左上角，6也是返回绘图偏移 |
?????
| 命令 | 0x20 |
| 参数 | ?????? |
| 描述 | 使用时值是0x000504 |
命令包，数据寄存器
图元命令包使用8位命令，它包含了一个3位的类型区段和一个5位的选项区段，选项根据类型不同而不同。
类型
| 000 | GPU命令 |
| 001 | 多边型图元 |
| 010 | 直线图元 |
| 011 | 精灵图元 |
| 100 | 传输命令 |
| 111 | 环境命令 |
配置图元的选项块如下：
| 多边型 | |||||||
| 类型 | 选项 | ||||||
| 0 | 0 | 1 | IIP | VTX | TME | ABE | TGE |
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| 直线 | |||||||
| 类型 | 选项 | ||||||
| 0 | 1 | 0 | IIP | PLL | 0 | ABE | 0 |
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| 精灵 | |||||||
| 类型 | 选项 | ||||||
| 1 | 0 | 0 | Size | TME | ABE | 0 | |
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| IIP | 0 简单阴影 |
| VTX | 0 3顶点多边形 |
| TME | 0 材质映射关闭 |
| ABE | 0 半透明关闭 |
| TGE | 0 映射材质时计算亮度 |
| Size | 00 自由尺寸（通过W/H指定） |
| PLL | 0 单线（2个顶点） |
●颜色信息
颜色信息是24位传送的，被GPU解析为15位的。
| 蓝色 | 绿色 | 红色 |
| 23 16 | 15 8 | 7 0 |
●阴影信息
带材质图元阴影数据用这个包传送，和颜色数据一样排列，RGB值控制了各种颜色（0x00-0x7F）的亮度。颜色值为0x80将取前者作为数据。
| 蓝色 | 绿色 | 红色 |
| 23 16 | 15 8 | 7 0 |
材质包信息
| 0 | TP | ABR | TY | TX | |||||||||||
| 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| TX | 0x0-0xF X×64 材质页X坐标 |
| TY | 0 0 材质页Y坐标 |
| ABR | 0 0.5×B＋0.5×F 半透明模式 |
| TP | 0 4位调色板 |
●调色板ID
指定调色板数据的位置
| Y坐标0－511 | X坐标X/16 | ||||||||||||||
| 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
包列表
包作为成组数据传送到GPU，每个都是一个字长。数据必须顺序写到GPU数据寄存器（0x1F801810），当所有的数据都被接收后，GPU开始操作。
包命令一览：
●图元绘图包
| 0x20 | 单色3点多边形 |
| 0x24 | 材质3点多边形 |
| 0x28 | 单色4点多边形 |
| 0x2C | 材质4点多边形 |
| 0x30 | 渐变3点多边型 |
| 0x34 | 渐变材质3点多边形 |
| 0x38 | 渐变4点多边形 |
| 0x3C | 渐变材质4点多边形 |
| 0x40 | 单色直线 |
| 0x48 | 单色多段线 |
| 0x50 | 渐变直线 |
| 0x58 | 渐变多段线 |
| 0x60 | 矩形 |
| 0x64 | 精灵 |
| 0x68 | 点 |
| 0x70 | 8×8矩形 |
| 0x74 | 8×8精灵 |
| 0x78 | 16×16矩形 |
| 0x7c | 16×16精灵 |
●GPU命令和传送包
| 0x01 | 清除高速缓存 |
| 0x02 | 帧缓存矩形绘图 |
| 0x80 | 在帧缓存中移动图像 |
| 0xA0 | 发送图像到帧缓存 |
| 0xC0 | 从帧缓存拷贝图像 |
●绘图模式/环境设置包
| 0xE1 | 绘图模式设置 |
| 0xE2 | 材质窗口设置 |
| 0xE3 | 设置绘图区域左上角 |
| 0xE4 | 设置绘图区域右下角 |
| 0xE5 | 绘图便宜 |
| 0xE6 | 掩码设置 |
包描述
图元包
| 0x20 单色3点多边形 | |||||
| 顺序 | 31 24 | 23 16 | 15 8 | 7 0 | |
| 1 | 0x20 | BGR | 命令+颜色 | ||
| 2 | Y0 | X0 | 顶点0 | ||
| 3 | Y1 | X1 | 顶点1 | ||
| 4 | Y2 | X2 | 顶点2 | ||
| 0x24 材质3点多边形 | |||||
| 顺序 | 31 24 | 23 16 | 15 8 | 7 0 | |
| 1 | 0x24 | BGR | 命令＋颜色 | ||
| 2 | Y0 | X0 | 顶点0 | ||
| 3 | 调色板 | V0 | U0 | 调色板ID＋材质坐标顶点0 | |
| 4 | Y1 | X1 | 顶点1 | ||
| 5 | 材质页 | V1 | U1 | 材质页＋材质坐标顶点1 | |
| 6 | Y2 | X2 | 顶点2 | ||
| 7 | V2 | U2 | 材质坐标顶点2 | ||
后面内容太多且复杂，只能截图下来，可以将图片保存后再看
