CN102682419B - 用于向量图形的动态线段对照表产生方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于向量图形的动态线段对照表产生方法，包含有：由储存元件接收线段对照表；依据该线段对照表的该至少一线段数据来读取对应特定扫描线的至少一起始线段数据；依据该线段对照表该至少一线段数据来决定是否读取对应该特定扫描线的至少一后续线段数据；依据该至少一起始线段数据以及该至少一后续线段数据来决定是否产生至少一特定后续线段数据，并依据该至少一特定后续线段数据来更新该储存元件中的该线段对照表；以及依据该至少一起始线段数据以及该特定后续线段数据来得到动态线段对照表。本发明在避免排序运算的前提下，应用最少量的资源来依序读出对应每一扫描线的线段数据，使用较少的存储器空间，达到较快的运算速度。

Description

用于向量图形的动态线段对照表产生方法及装置

技术领域

本发明系相关于向量图形技术，尤指一种用于向量图形的动态线段对照表的产生方法及装置。

背景技术

在一般的向量图形(vector graphics)技术之中，需要经由一线段化(Tessellation)引擎将一影像的所有线条转换成线段(edge)，接着再由一光栅化(Rasterization)引擎将该些线段转换成像素信息(例如，一线条中每一像素的座标等信息)，最后再由绘图系统依据所得到的像素信息来描绘成像。

一般来说，现有的绘图装置会先将所得到的线段依据一特定维度来进行排序，举例来说，一般的绘图装置会先依据所有的线段在Y轴上的起点进行排序，以产生一线段对照表，接着，再对该线段对照表作处理，以将该线段对照表中的各个线段依序转化为像素信息并描绘成影像。然而，在得到以Y轴方向上的起点排序的线段对照表之后，现有的绘图装置仍需要进行X轴方向的处理才能顺利进行绘图。举例来说，请参照图1，图1为现有技术应用线段对照表来绘图的一范例示意图。在图1中包含有五条扫描线Y0～Y4，而线段对照表之中包含有五条线段E0～E4，当进行绘图处理时，现有的绘图装置会一一检查与每一扫描线有交集的线段数据并依据检查结果来进行绘图，举例来说，当现有的绘图装置在描绘扫描线Y2的图像时，现有的绘图装置会先检查所有的线段E0～E4，以找出与扫描线Y2有所交集的线段，亦即线段E1～E4，并将线段E1～E4依X轴方向排序后再依照排序完成的线段E1、E2、E4、E3的线段数据来进行绘图处理。现有的绘图装置在依序读取线段E1、E2、E4、E3的线段数据后，会在扫描线Y2上，线段E1、E2之间以及线段E4、E3之间描绘出图像，是故，即使在得到以Y轴方向上的起点排序的线段对照表之后，现有的绘图装置仍需要检查所有与该当前正在处理的扫描线有交集的线段，再将该些线段的交点依X轴方向排序之后才可顺利进行处理。

为了排除进行X轴方向排序所花费的时间，部分的现有的绘图装置会以大量的存储器为代价来进行绘图处理，举例来说，请参照图2，其为另一现有的绘图装置针对图1所示的扫描线Y1进行处理的操作示意图。在图2中，此一现有的绘图装置应用了一块存储器空间M_odd来储存与扫描线Y1有交集点的线段数据，由图可知，线段E1、E4与E3与扫描线Y1之间有交集点，该现有的绘图装置便会依线段E1、E4与E3所对应的线段数据来写入存储器空间M_odd中相对应的位置，在此范例中，线段E1、E4与扫描线Y1的交集点表示为“+1”，而线段E3与扫描线Y1的交集点表示为“-1”，其余的位置则均填入”0”，接着，该现有的绘图装置会对存储器空间M_odd中的数据进行累加，并得到对应于扫描线Y1的像素信息，如图2所示。此外，由于线段E1、E4与E3会与下一扫描线Y2有所交集，是故该现有的绘图装置在依线段E1、E4与E3的线段数据写入存储器空间M_odd中相对应的位置时，亦会将线段E1、E4与E3的线段数据写入另一存储器空间M_even中相对应的位置，如图2所示。请再配合图2来参照图3，图3为该现有绘图装置针对图1所示的扫描线Y1进行处理的同时预先处理下一扫描线Y2的操作示意图。在处理完扫描线Y1之后，该现有绘图装置会将线段E2的数据(以扫描线Y2为起始点的线段)也写入存储器空间M_even，同时，原本用来储放对应扫描线Y1的存储器空间M_odd也会被重复使用，用来写入对应下一扫描线Y3的线段数据，如图3所示。是故，经由大量存储器空间的使用，该现有绘图装置会将当前正在处理的扫描线相关的线段数据读出并储放在一存储器空间，以及将会延续至下一扫描线的后续线段数据储放至另一存储器空间，并将已处理完的存储器空间重复利用，如此一来，该现有绘图装置可避免花费大量的运算资源在X轴方向的排序上。

然而，上述的该现有绘图装置仍需要大量的存储器空间为代价才能完成绘图流程，对于高解析度的绘图装置而言，其需要大量的储存空间来存放对当前扫描线的线段数据以及对应次一扫描线的线段数据，并需要对该储存空间进行大量的读写动作，假设一扫描线上所读出的线段数量为M，动态线段的数量为N，该现有绘图装置则会进行M次读取、N次动态线段的写入以及N次动态线段的读取(M*read+N*write+n*read)。

因此，如何在避免作大量排序运算的前提之下，同时应用少量的存储器资源来得到对应每一扫描线的线段数据来完成绘图仍是此一领域的一大研究重点。

发明内容

有鉴于上述的问题，本发明提供了一种用于向量图形的动态线段对照表产生方法与动态线段对照表产生装置，在不需要使用排序运算的前提之下，应用最少量的资源来依序读出对应每一扫描线的线段数据。

依据本发明的一实施例，其提供了一种用于向量图形的动态线段对照表产生方法。该动态线段对照表产生方法包含有：储存一线段对照表(edge table)于一储存元件中，该线段对照表包含有以一第一维度依序分配的至少一线段数据，其中每一线段数据包含至少一端点的信息；依据所进行扫描的一特定扫描线的第一维度读取该线段对照表中起始端点对应的该线段数据；依据所读取的该线段数据判别是否作为对应该特定扫描线次一扫描线的一后续线段数据；以及依据该后续线段数据与起始端点位于该特定扫描线次一扫描线的第一维度的该线段数据产生一特定后续线段数据并覆写该储存元件中的该线段对照表以产生一动态线段对照表。

依据本发明的另一实施例，其提供了一种用于向量图形的动态线段对照表产生装置，该动态线段对照表产生装置包含有一储存元件、一读取单元、一动态读取单元以及一输出单元。该储存元件用以储存一线段对照表与一动态线段对照表，其中该线段对照表包含有以一第一维度依序分配的至少一线段数据，其中每一线段数据包含一相对应线段所对应的一端点的信息。该读取单元耦接于该储存元件，用以读取该线段对照表中该线段数据端点对应一特定扫描线的该线段数据。该动态读取单元耦接于该读取单元以及该储存元件，用以用以读取对应该特定扫描线的一后续线段数据，其中该后续线段数据系利用该读取单元读取该线段数据时所判断得出。该输出单元耦接于该读取单元以及该动态读取单元，用以依据该读取单元所读取的该线段数据以及该动态读取单元所读取的该后续线段数据产生一特定后续线段数据，并依据该特定后续线段数据来更新该储存元件中的该线段对照表得到该动态线段对照表。

附图说明

图1为现有技术应用线段对照表来绘图的一范例示意图。

图2为现有绘图装置针对图1所示的扫描线Y1进行处理的操作示意图。

图3为现有绘图装置针对图1所示的扫描线Y1进行处理的同时预先处理下一扫描线Y2的操作示意图。

图4为依据本发明的一实施例应用动态线段对照表产生装置对储存元件进行处理的示意图。

图5为本发明的一实施例所应用的线段对照表的示意图。

图6A为依据本发明的一实施例应用图4所示的动态线段对照表产生装置来针对图1所示的扫描线作处理的操作示意图。

图6B为依据本发明的另一实施例对图1所示的扫描线作处理时，将后续线段数据依序储存至一快取储存单元与一线段对照表的操作示意图。

图7为依据本发明的一实施例应用图4所示的动态线段对照表产生装置来针对图1所示的扫描线Y1作处理的操作示意图。

图8为依据本发明的一实施例应用图4所示的动态线段对照表产生装置来针对图1所示的扫描线Y2作处理的操作示意图。

图9为依据本发明的一实施例应用图4所示的动态线段对照表产生装置来针对图1所示的扫描线Y3作处理的操作示意图。

图10为依据本发明的一实施例应用图4所示的动态线段对照表产生装置来针对图1所示的扫描线Y4作处理的操作示意图。

图11为依据本发明的另一实施例应用动态线段对照表产生装置对储存元件进行处理的示意图。

主要元件符号说明：

400、1100             动态线段对照表产生装置

410                   读取单元

420                   动态读取单元

430                   输出单元

440                   快取储存单元

500                   储存单元

E0～E5                线段

Y0～Y4                扫描线

M_odd、M_even            存储器空间

ET                    线段对照表

AET                   动态线段对照表

具体实施方式

请参照图4，其为依据本发明的一实施例应用一动态线段对照表产生装置400对一储存元件500进行处理的示意图。动态线段对照表产生装置400会由外部的储存元件500中接收一线段对照表ET，并依据此线段对照表ET中所储存的线段数据产生一动态线段对照表AET来动态更新储存元件500之中的线段数据，亦即，动态线段对照表产生装置400会将其所产生的动态线段对照表AET的数据，覆写入储存元件500之中原本用以存放线段对照表ET的数据，而不是在新的未使用空间中写入数据，如此一来，便可大幅节省储存元件500中用来储存线段数据的空间，其中储存元件500原先存有的线段对照表ET包含有以一第一维度(例如，Y轴的方向)依序分配的至少一线段数据，以及每一线段数据包含一相对应线段所对应的一端点的信息，也就是说，线段对照表ET中的原始线段数据已依照所对应在Y轴上的起点排序而储存于储存元件500之中。当动态线段对照表产生装置400开始在Y轴由上而下处理每一扫描线的像素信息时，仅需要依序对线段对照表ET进行读取即可得到由任一扫描线起始的线段数据。

本实施例中，动态线段对照表产生装置400包含有(但不局限于)一读取单元410、一动态读取单元420、一输出单元430以及一快取储存单元440。读取单元410会依据一特定扫描线(亦即，目前正在处理的扫描线)，并根据线段对照表ET中对应特定扫描线的一线段数据来读取一起始线段数据。动态读取单元420则用以依据线段对照表ET的该至少一线段数据来决定是否读取对应该特定扫描线的至少一后续线段数据，依据该至少一起始线段数据以及该至少一后续线段数据来决定是否产生至少一特定后续线段数据，并依据该至少一特定后续线段数据来产生一动态线段对照表AET以更新(覆写)储存元件500中的线段对照表ET的线段数据，其中该特定后续线段数据对应于该特定扫描线在该第一维度(亦即，Y轴的方向)上的次一扫描线。此外，该特定扫描线之前所有扫描线所对应的线段数据系被储存于储存元件500的一特定储存区块，亦即该特定储存区块中所储存的数据均已处理完毕，而动态读取单元420会将该至少一特定后续线段数据覆写至该特定储存区块。换句话说，由于线段对照表ET依其顺序被读取一次后即不会再被读取，因此可以利用此特性将动态线段对照表AET直接于线段对照表ET所储存的位置上，将已读取的线段数据覆写过去，也就是动态线段对照表AET依照线段对照表ET被读取的顺序覆写其在储存元件500中所储存的位置。快取储存元件440则用以储存该后续线段数据。输出单元430则依据该至少一起始线段数据以及该至少一特定后续线段数据来得到所要的动态线段对照表AET。

请配合图1来参照图5，图5为本发明的一实施例所应用的线段对照表ET的示意图。由图5可知，线段对照表ET中依序储存有起始点对应至扫描线Y0的线段E0、E1以及E3，对应至扫描线Y1的线段E4以及对应至扫描线Y2的线段E2。

请再参照图6A来进一步了解本发明的运作，图6A为依据本发明的一实施例应用动态线段对照表产生装置400来针对图1所示的扫描线Y0作处理的操作示意图，请注意，为了简洁起见，图6A仅绘示了储存单元500其中存有线段对照表ET的部分。由于扫描线Y0为第一条扫描线，因此动态线段对照表产生装置400中的读取单元410便由储存单元500里尚未读取的线段对照表ET之中依序读出对应扫描线Y0的线段E0、E1以及E3的线段数据来作为起始线段数据，而输出单元430则会将线段E0、E1以及E3的线段数据输出作为动态线段对照表AET的一部分。动态读取单元420接着会检查该些起始线段数据(亦即线段E0、E1以及E3)是否和扫描线Y0的下一条扫描线(亦即扫描线Y1)有所交集，由于线段E0、E1以及E3均与扫描线Y1有交集点，假设快取储存单元440具有仅可储存两笔线段数据的空间，是故动态读取单元420会将线段E0、E1的线段数据存入快取储存单元440，接着再将线段E3的线段数据覆写至储存单元500中线段对照表ET的前端的区块以产生动态线段对照表AET。

然而，上述操作流程仅为本发明的一实施例，只要是应用快取储存单元440及/或线段对照表ET的储存空间来进行输出部分动态线段对照表AET的方法，均属于本发明的范围。举例来说，动态读取单元420会针对一扫描线依序决定出后续线段数据，每当决定一后续线段数据时，该后续线段数据会被储存至快取储存单元440之中，然而，当快取储存单元440的容量无法容纳在处理过程中新增的后续线段数据时，动态读取单元420会先将快取储存单元440中一暂存区块原先储存的线段数据覆写入该储存元件中存放线段对照表ET的前端线段数据的区块，再把新增线段数据储存于该暂存区块之中。请再参照图6B，图6B为依据本发明的另一实施例对图1所示的扫描线Y0作处理时，将后续线段数据依序储存至快取储存单元440以及储存元件500中原先存放线段对照表ET的空间的操作示意图。在图6B的例子中，动态读取单元420会依序决定出线段E0、E1以及E3和扫描线Y0的下一条扫描线(亦即扫描线Y1)有所交集，是故在图6B的第一与第二步骤中，动态读取单元420会依序将线段E0、E1的线段数据储存于快取储存单元440之中，然而，当快取储存单元440决定将线段E3的线段数据储存于快取储存单元440中时，快取储存单元440是呈现已满载的状态，于是动态读取单元420先将快取储存单元440中的一暂存区块(例如：快取储存单元440中前段的储存空间，亦即线段E0所占用的储存空间)原先储存的线段数据(例如：线段E0的线段数据)覆写入原先存有线段对照表ET的前端的区块，再将线段E3的线段数据储存于快取储存单元440中的该暂存区块，如图所示。

请再参照图7，其为依据本发明一实施例应用动态线段对照表产生装置400来针对扫描线Y1作处理的操作示意图。针对扫描线Y1来说，除了由上一条扫描线Y0延续下来的线段E0、E1以及E3之外，以扫描线Y1为起点的线段E4也会出现，是故读取单元410会先由储存单元500里尚未读取的线段对照表ET之中读出起点对应扫描线Y1的线段E4，动态读取单元420则会动态地由快取储存单元440与线段对照表ET的前端读取线段E0、E1以及E3，而输出单元430则会将线段E4、E0、E1以及E3的线段数据输出作为动态线段对照表AET的一部分。动态读取单元420并会检查该些起始线段数据以及后续线段数据(亦即线段E4、E0、E1以及E3)是否和扫描线Y1的下一条扫描线Y2有所交集，由于线段E1、E3以及E4均与扫描线Y2有交集点，是故动态读取单元420会将线段E1、E3的线段数据存入快取储存单元440，再将线段E4的线段数据覆写至线段对照表ET前端的区块。

接着，请再参照图8，其为依据本发明的一实施例应用动态线段对照表产生装置400来针对扫描线Y2作处理的操作示意图。针对扫描线Y2来说，除了由上一条扫描线Y1延续下来的线段E1、E3以及E4之外，以扫描线Y2为起点的线段E2也会出现，是故读取单元410会先由储存单元500里尚未读取的线段对照表ET之中依序读出起点对应扫描线Y2的线段E2，动态读取单元420则会动态地由快取储存单元440与线段对照表ET的前端读取线段E1、E3以及E4，而输出单元430则会将线段E1、E2、E3以及E4的线段数据输出作为动态线段对照表AET的一部分。动态读取单元420并会检查该些起始线段数据与后续线段数据(亦即线段E2、E1、E3以及E4)是否和扫描线Y2的下一条扫描线Y3有所交集，由于仅有线段E3以及E2与扫描线Y3有交集点，是故动态读取单元420会将线段E3以及E2的线段数据存入快取储存单元440。

请再参照图9，其为依据本发明的一实施例应用动态线段对照表产生装置400来针对扫描线Y3作处理的操作示意图。针对扫描线Y3来说，只有由上一条扫描线Y2延续下来的线段E3以及E2，并没有新的起始线段出现，是故读取单元410并不会进行读取，而动态读取单元420则会动态地由快取储存单元440读取线段E3以及E2的数据，以及输出单元430则会将线段E3以及E2的线段数据输出作为动态线段对照表AET的一部分。动态读取单元420并检查该些后续线段数据(亦即线段E3以及E2)是否和扫描线Y3的下一条扫描线Y4有所交集，由于仅有线段E2与扫描线Y4有交集点，是故动态读取单元420会将线段E2的线段数据存入快取储存单元440。

请再参照图10，其为依据本发明的一实施例应用动态线段对照表产生装置400来针对扫描线Y4作处理的操作示意图。针对扫描线Y4来说，只有由上一条扫描线Y3延续下来的线段E2，因此动态读取单元420会动态地由快取储存单元440读取线段E2的数据，以及输出单元430会将线段E2的线段数据输出作为动态线段对照表AET的一部分，并结束动态线段对照表产生装置400的动作。

在阅读过前述关于本发明的动态线段对照表产生装置400的运作说明与相关图式之后，一般熟习此领域者应可轻易发现，动态线段对照表产生装置400中的读取装置410会不停地依照顺序将线段对照表ET中的线段数据读出来，而动态读取单元420则是不停地将储存元件原先用以存放线段对照表ET最前端的线段数据的区域(亦即已处理完成且不停被动态覆写的区域)以及快取储存单元440中的后续线段数据动态读取出来，而快取储存元件440则会暂存对应次一扫描线的后续线段数据，用以减少对储存元件500的存取次数，进而加速运作流程。

请注意，快取储存元件440的容量大小可依据应用需求而加以设计，当对应次一扫描线的后续线段数据的数量大于快取储存元件440的容量时，动态线段对照表产生装置400便会应用其他储存元件(例如：储存元件500)中的可用空间来暂存快取储存元件440中所存放不下的后续线段数据(如图6A所示)。

请再参照图11，其为依据本发明的另一实施例应用一动态线段对照表产生装置1100对储存元件500进行处理的示意图。相较于图4所示的动态线段对照表产生装置400，图11中的动态线段对照表产生装置1100除了不包含快取储存单元440，其余元件与动态线段对照表产生装置400均相同，因此，相关说明在此便不再赘述。对动态线段对照表产生装置1100来说，动态读取单元420会将对应下一扫描线的线段数据写入储存元件500中的可用空间，相较于动态线段对照表产生装置400，动态线段对照表产生装置1100会对储存元件500进行较多次的存取动作，然而，此一设计仍符合本发明的精神而落入本发明的范畴之内。此外，在本发明的动态线段对照表产生装置400与1100之中，其所输出的动态线段对照表AET利用线段对照表ET会被读取一次后即不再使用所读取的原数据的特性，因此便可利用一个储存空间(例如：原先储存线段对照表ET的位置)，并不需要额外的储存空间即可达到产生动态线段对照表的目标，是故可进一步减少储存存储器的需求量并提升系统的效能。

综上所述，本发明提供了一种用于向量图形的动态线段对照表产生方法与动态线段对照表产生装置，以期在避免排序运算的前提之下，应用最少量的资源来依序读出对应每一扫描线的线段数据。举例来说，假设一扫描线上所续出的线段数量为M，动态线段的数量为N，而快取储存元件可存放动态线段数据的数量为a，因此，采用本发明动态线段对照表产生装置的绘图装置仅需进行M次读取以及(N-a)次动态线段的写入(M*read+(N-a)*write)，相较于现有技术的存取次数(亦即M*read+N*write+n*read)，本发明使用较少的存储器空间，且达到较快的运算速度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种用于向量图形的动态线段对照表产生方法，其特征在于，所述的方法包含有：

储存一线段对照表于一储存元件中，所述的线段对照表包含有以一第一维度依序分配的至少一线段数据，其中每一线段数据包含至少一端点的信息；

依据所进行扫描的一特定扫描线，读取所述的线段对照表中的至少一线段数据，其中，起始端点对应于该特定扫描线的所述的线段数据，为所述特定扫描线的至少一起始线段数据；

判别从所述线段对照表读取的所述线段数据对应的线段，是否自所述特定扫描线的前一扫描线延续下来，并将所述前一扫描线延续下来的所述线段的线段数据，作为所述特定扫描线的至少一后续线段数据；以及

依据所述至少一起始线段数据及所述至少一后续线段数据产生对应于所述特定扫描线的次一扫描线的至少一特定后续线段数据，并将所述至少一特定后续线段数据覆写到所述的储存元件中的所述的线段对照表，以产生一动态线段对照表；其中，

所述至少一特定后续线段数据的产生步骤包含有：

当所述的至少一起始线段数据及/或所述的至少一后续线段数据所对应的线段与所述次一扫描线有交集时，依据与所述次一扫描线有交集的所述线段的线段数据来产生所述的至少一特定后续线段数据。

2.如权利要求1所述的动态线段对照表产生方法，其特征在于，所述的特定后续线段数据系从已被读取的所述的线段对照表的所述的线段数据处覆写以产生所述的动态线段对照表。

3.一种用于向量图形的动态线段对照表产生装置，其特征在于，所述的动态线段对照表产生装置包含有：

一储存元件，用以储存一线段对照表与一动态线段对照表，其中所述的动态线段对照表系覆写储存于所述的线段对照表的位置；

一读取单元，耦接于所述的储存元件，用以读取所述的线段对照表中一线段数据，其中，起始端点对应一特定扫描线的线段数据，作为所述特定扫描线的至少一起始线段数据；

一动态读取单元，耦接于所述的读取单元以及所述的储存元件，用以判断及读取至少一后续线段数据，其中所述动态读取单元判别所述线段数据对应的线段，是否自所述特定扫描线的前一扫描线延续下来，并将所述前一扫描线延续下来的所述线段的线段数据作为所述特定扫描线的所述的至少一后续线段数据；以及

一输出单元，耦接于所述的读取单元以及所述的动态读取单元，用以依据所述的读取单元所读取的所述的起始线段数据以及所述的动态读取单元所读取的所述的至少一后续线段数据，产生对应于所述特定扫描线的次一扫描线的至少一特定后续线段数据，并依据所述的至少一特定后续线段数据覆写到所述的储存元件中的所述的线段对照表，以得到所述的动态线段对照表；其中，

当所述的至少一起始线段数据及/或所述的至少一后续线段数据所对应的所述线段与所述次一扫描线有交集时，依据所述次一扫描线有交集的所述线段的线段数据来产生所述的至少一特定后续线段数据。

4.如权利要求3所述的动态线段对照表产生装置，其特征在于，所述的装置另包含有：

一快取储存元件，耦接于所述的动态读取单元以及所述的储存元件，用以储存所述的至少一特定后续线段数据。

5.如权利要求3所述的动态线段对照表产生装置，其特征在于，所述的特定扫描线之前所有扫描线所对应的线段数据系被储存于所述的储存元件的一特定储存区块，以及所述的动态读取单元将所述的至少一特定后续线段数据写入所述的特定储存区块。