JP2001249657A - テキスト・フォント・キャッシュを備えたワークステーション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の異なるフォントを使ってディスプレイ
上にテキストを描く方法と手段を提供する。 【解決手段】 ワークステーションが、テキスト描画コ
マンドを生成する１つ以上のアプリケーション・プログ
ラムを実行し、表意文字を識別する。フォント・キャッ
シュ（２０４）には、複数の異なるフォントのフォント
・ビットマップが格納されるが、これらは、ディスプレ
イ（１２）に表意文字を描画するために利用される。テ
キスト描画コマンドで異なるフォントが識別され、新た
なフォント・ビットマップがフォント・キャッシュ（２
０４）に加えられる（２２４）か、もしくは、ほとんど
利用されていないフォント・ビットマップを置き換える
（２２８、２３０）ときに、新たなフォント・ビットマ
ップが生成される（２２０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディスプレイ（表
示）システム、特に、ワークステーション等にテキスト
表意文字を表示する分野に関する。

【０００２】

【発明の背景】テキストをスクリーンに表示するために
選択されたフォントの各表意文字のビットマップを生成
する必要がある。ディスプレイスクリーンにテキストを
実際に描く処理に比べて、フォント・ビットマップを生
成する処理は遅い。これは、多数のフォント・ビットマ
ップのコピーを作成できる分散型描画処理を含むオブジ
ェクト指向のアーキテクチャにとっては特別な問題であ
る。高性能のグラフィック・ワークステーションとって
は、このフォント・ビットマップの生成はボトルネック
となる。

【０００３】多くの異なるフォントを利用する多数のア
プリケーションをワークステーションで実行させるとき
にこの問題は複雑になる。結果として、メモリに格納さ
れたフォント・ビットマップの多数のコピーが存在する
ことになる。何故ならば、テキストを表示する必要のあ
る各アプリケーションでフォント・ビットマップを生成
するからである。従って、テキスト情報を表示する本シ
ステムは、処理時間と利用可能なメモリ空間を使用につ
いては非常に非効率的である。

【０００４】

【発明の概要】本発明は、複数の異なるフォントを使っ
てディスプレイ上にテキストを描く方法と手段である。
表示される各フォントのビットマップはフォント・キャ
ッシュ内に格納され、特定のフォントの表意文字を表示
するためにテキスト描画コマンドが生成されるときにフ
ォント・キャッシュに格納された対応するビットマップ
が利用される。テキスト描画コマンドによって新たなフ
ォントが必要とされると、そのフォントに対応するビッ
トマップセットが生成され、フォント・キャッシュに格
納される。フォント・キャッシュが満杯になると、使用
回数が最も少ないフォントをフォント・キャッシュから
除外して、新たなフォントに空き領域を作る。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施形態はワーク
ステーションで利用される。図１に示されるように、ワ
ークステーションは、プロセッサとそれに関連する回
路、メモリ、周辺インターフェース回路を収容するミニ
タワー(mini-tower)１０を備える。周辺デバイスのうち
の１つは、ミニタワー１０内に収容されたグラフィクス
回路に接続された商業的に入手可能なＣＲＴモニター１
２である。その他の周辺デバイスは、ミニタワー１０内
のＰＣＩベースのコントローラに接続されたキーボード
とマウス１４である。オペレータは、キーボードを介し
てデータを入力し、マウスを使ってモニターディスプレ
イ１２上のカーソル位置を制御することができる。ワー
クステーション１０は、スタンドアロン型グラフィック
・ディスプレイ・システムとして動作するか、もしく
は、ｘ線システム、ｘ線ＣＴシステム、ＭＲＩシステ
ム、ＰＥＴスキャナ・システム、原子核医療システム等
の医療撮影システムに接続して、そこから直接、デジタ
ル化された画像データを受信してもよい。ワークステー
ション１０には、通常、医療画像をフィルタリングし、
医療画像の大きさと方向を変換し、テキスト情報を医療
画像に追加する等の画像処理を実行する複数のアプリケ
ーション・プログラムが含まれる。

【０００６】特に図２を参照すると、ワークステーショ
ンには、メモリ２２に格納された命令を実行するプロセ
ッサ２０が含まれている。プロセッサ２０は、サンマイ
クロシステムズ社が販売している、ＵｌｔｒａＳＰＡＲ
Ｃ−ＩＩｉという登録商標の商業的に入手可能なデバイ
スである。システムの集積化を促進するために、これに
はチップメモリとＩ／Ｏ制御部が含まれる。これは、Ｓ
ＰＡＲＣ−Ｖ９／６４ビットＲＩＳＣアーキテクチャを
もち、「ＶＩＳ」という登録商標で商業的に販売されて
いる命令セットを実行するスーパースカラ(superscala
r) プロセッサである。また、直接的インターフェース
として３２ビットＰＣＩバス２４を提供するために必須
となるＰＣＩバスドライバも含まれる。また、外部メモ
リ２２全体を取り扱うために必須のメモリ制御回路も含
まれる。

【０００７】ＰＣＩバス２４は業界標準バスであり、プ
ロセッサ２０と多数の周辺コントローラ・カード間を３
３ＭＨｚで３２ビット・データを転送することができ
る。これらには、ＣＤＲＯＭドライブ２８とディスク・
ドライブ３０との高速データ転送を可能にするＰＣＩＥ
ＩＤＥコントローラ２６が含まれる。キーボードとイー
サネット（登録商標）・コントローラ３２は多数の周辺
デバイスを利用して、キーボードとマウス１４と、医療
撮影機器のイーサネット・ポートを含む通信部からの入
力を含むデータ転送を支援する。最後に、グラフィクス
・コントローラ３４は、標準ＶＧＡ接続３６を介してＰ
ＣＩバス２４をＣＲＴモニター１２に接続する。

【０００８】特に図３を参照すると、ＰＣＩインターフ
ェース３８によって、グラフィクス・コントローラ３４
はＰＣＩバス２４とインターフェースされる。グラフィ
クス・コントローラ３４は、８ビット、もしくは、２４
ビットの高性能カラーグラフィクス機能をユーザに提供
する。好適な実施形態では、シリコン・グラフィクス社
の規格で定められ、「ＯｐｅｎＧＬ」という登録商標の
グラフィクス機能がグラフィクス・コントローラ３４に
よってサポートされる。グラフィクス・コントローラ３
４には、ＰＲＯＭメモリ４２に格納された命令を実行し
て必要なグラフィック機能を実行するフレーム・バッフ
ァ・コントローラ４０が含まれる。これらの機能には、
３Ｄグラフィクス描画パイプライン機能の後半部分を提
供し、ウインドー機能と複雑なグラフィクス・アプリケ
ーションの処理を促進させる機能が含まれる。また、透
過性とエイリアシング防止等の処理を促進させるための
画素処理も実行する。また、フィル（充填）、スクロー
ル、テキスト、２次元と３次元ベクトル、多角形を含む
ウインドー機能はもとより、ドット、ライン、テキス
ト、三角形、フィル・パターンの描画を促進させる。

【０００９】フレーム・バッファ・コントローラ４０に
よって処理される画像データは、フレーム・バッファ・
メモリ４４に格納される。３６ビット・データ・バス４
６によって、フレーム・バッファ４４はコントローラ４
０に接続され、制御バス４８上での制御信号とアドレス
信号の方向に基づいて、フレーム・バッファ４４に対し
て画像データが読出し／書込みされる。また、フレーム
・バッファ・メモリ４４に格納されたデジタル画素値を
アナログ信号に変換して、標準ＶＧＡ接続３６を介して
モニター１２に送るＲＡＭＤＡＣ回路５０にフレーム・
バッファ・メモリ４４が接続される。ＲＡＭＤＡＣ５０
は８ビットと２４ビットのカラー画像を同時に表示する
支援を行い、複数の異なる画像解像度に対するビデオ・
タイミングを供給する。

【００１０】特に図２を参照すると、複数の方法で医療
画像をワークステーションに入力させることができる。
好適な実施形態では、ワークステーションはイーサネッ
ト・リンクを介して医療撮影機器に直接接続される。画
像データはイーサネット・コントローラ３２を介してワ
ークステーションにダウンロードされ、メモリ２２に格
納される。メモリ２２内の画像データに対して多くの画
像処理機能を実行することができる。次に、モニター１
２用に対応するアナログ信号を自動的に生成するグラフ
ィクス・コントローラ３４に２次元アレイの画素データ
を転送することによって、モニター１２に２次元画像を
表示することができる。

【００１１】特に図３及び４を参照すると、表示する画
素データ配列はフレーム・バッファメモリ４４に格納さ
れる。プロセス・ブロック１００で示されるようにフレ
ーム・バッファ・コントローラ４０はＲＡＭＤＡＣ ５
０と強調動作して、モニター１２上に対応する表示を行
う。キーボードとマウス１４を使って、オペレータは、
プロセス・ブロック１０２で示されるように、表示画像
に追加されるテキスト情報やラベルを作成することがで
きる。このテキスト情報は、例えば、医療撮影システム
や画像データを獲得するために使われる命令に関する情
報でよく、また、患者についての情報、即ち、画像で描
かれた解剖学的構造でもよい。

【００１２】ワークステーション上で実行されるアプリ
ケーションがテキストをディスプレイ１２上に描く必要
がある場合は、テキスト描画コマンドを生成する。この
コマンドは、使用する特定のテキストフォントと、その
フォントのうちの特定の表意文字を示す。例えば、特定
の表意文字は８ビットＡＳＣＩＩコードによって識別さ
れる。このテキスト描画コマンドが生成されると、図５
で示されるプログラムが実行されてテキストが描かれ、
図４に示されるメモリに格納されたデータ構造が管理さ
れる。

【００１３】特に図５を参照すると、テキスト描画コマ
ンドが生成されるとき、決定ブロック２００でテストを
行って、現在のセッションの第１のリクエストかどうか
を決定する。もし、そうであれば、プロセス・ブロック
２０２で示されるように、フォント・キャッシュ・オブ
ジェクトを作成して必要なデータ構造を初期化する。図
４に示されるように、これらのデータ構造には、表意文
字を描くために必要なビットマップデータを格納するた
めに取って置かれたメモリブロックであるフォント・キ
ャッシュ２０４が含まれる。このフォント・キャッシュ
２０４の大きさは調整可能であり、実行される特定のタ
スクに対するワークステーション性能を最適化するため
にいつでも変えることができる。例えば、もし多くの異
なるフォントの大量のテキスト情報がモニター１２に表
示されているなら、キーボード１４を介して適切なデー
タを入力させることによって、より大きなフォント・キ
ャッシュ２０４を構成することができる。

【００１４】フォント・キャッシュ２０４に加えて、フ
ォント・キャッシュ２０４を管理するために必要な多数
のデータ構造が初期化される。これらのうちの１つは、
フォント・キャッシュ２０４に格納された特定のフォン
トが使用された回数を示す数を保持する機能カウンタ２
０６である。テキスト描画コマンドによって１つのフォ
ントが始めに要求されたとき、このカウント値はゼロに
初期化される。その他のデータ構造は、フォント・キャ
ッシュ２０４に格納された特定のフォントが利用された
最後の時間を示すリクエスト時間番号２０８である。フ
ォント・キャッシュ２０４に格納された関連するフォン
トが利用される各時点で、ワークステーションによって
保持される実時間クロック値（不図示）を使って、それ
は更新される。

【００１５】決定ブロック２１０では、必要なフォント
のビットマップがフォント・キャッシュ２０４に格納さ
れているかどうかを決定するために、テキスト描画コマ
ンドが調べられる。もしそうならば、プロセス・ブロッ
ク２１２では、必要なフォント用の機能カウンタ２０６
をインクリメントし、示される現在の時間を用いて、関
連のリクエスト時間データ２０８を更新する。次に、プ
ロセス・ブロック２１４で示されるように、必要な表意
文字のビットマップがフォント・キャッシュ２０４から
読み出され、プロセス・ブロック２１６で示されるよう
にディスプレイ上に描画される。

【００１６】同じフォント・キャッシュ・オブジェクト
を使って、アプリケーションに無関係に全てのテキスト
描画処コマンドが処理される。結果として、特定フォン
トのビットマップの１つのコピーだけが常にワークステ
ーション・メモリに格納される。フォント・キャッシュ
・オブジェクトが１つ以上のアプリケーションで利用さ
れる場合は、その他のアプリケーションによって利用さ
れるフォント・ビットマップデータが置き換えられない
ことを保証するための適切なフラグやロックが提供され
る。単独のアプリケーションでも本発明を使ってフォン
ト・ビットマップデータの複製が作成されることを防ぐ
ことができることは明らかである。

【００１７】決定ブロック２１０で検出されたがフォン
ト・キャッシュ２０４にまだ格納されていないフォント
がテキスト描画コマンドで必要となるとき、プロセス・
ブロック２２０で示されるように、新たに必要とされる
フォントのビットマップ・データを作る必要がある。ビ
ットマップの作成は、ディスク・ドライブ３０からフォ
ントをメモリにロードし、メモリ空間をフォント・ビッ
トマップに割り当て、各フォント表意文字をラスター化
して対応するビットマップを作るという比較的時間のか
かるプロセスである。この結果、一連のビットマップ
と、それらのメモリブロック内の位置に対するポインタ
のリストができる。

【００１８】新たに作成されたフォント・ビットマップ
はフォント・キャッシュ２０４に格納される。決定部２
２２で示されているが、フォント・キャッシュ２０４の
現在の内容をチェックして、新たなビットマップ用の領
域があるかどうか調べる。もしあるならば、プロセス・
ブロック２２４で示されるように、新たに作成されたフ
ォント・ビットマップをフォント・キャッシュ２０４に
追加する。他方、もしフォント・キャッシュ２０４が既
に満杯ならば、フォント・キャッシュ２０４に現在格納
されている各フォント用の機能カウンタ２０６をチェッ
クして、最も使用頻度の低いフォントを求める。決定ブ
ロック２２６で示されているように、もし最も使用頻度
の低いフォントが１つなら、プロセス・ブロック２２８
に示されているように、そのフォントは新たに作成され
たフォント・ビットマップと置き換えられる。他方、も
し２つ以上のフォントの使用数が同じならば、プロセス
・ブロック２３０で、それらのリクエスト時間データ２
０８をチェックし、最も最近に使用された２つのフォン
トを識別して、置き換える。いずれにしても、新たに作
成されたフォント・ビットマップはフォント・キャッシ
ュ２０４に格納され、上述のプロセス・ブロック２１
２、２１４、２１６で示されるようにテキスト描画コマ
ンドが実行される。

【００１９】従って、本発明は利用可能なメモリをより
効率的に使用し、フォント・ビットマップを作成するた
めに必要な処理を減らすことを可能にする。テキスト描
画コマンドを作成する全アプリケーションによって共通
フォント・キャッシュ２０４を共有することができるの
で、使われるフォント・ビットマップの１つのコピーが
必要となるだけである。フォント・キャッシュ２０４の
メモリ空間が利用可能である限り、そこにフォント・ビ
ットマップを退避させる。これによって、その作成を促
す同じアプリケーションやその他のアプリケーションか
らそれを後で使用できる。これにより、フォント・ビッ
トマップを作成する段階が削減され、その結果、処理時
間が減る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施形態を実施するために修正
されたワークステーションの概要図である。

【図２】図１のワークステーションの電気的ブロック図
である。

【図３】図１と図２のワークステーションの一部を構成
するグラフィクス・コントローラの電気的ブロック図で
ある。

【図４】図１のワークステーションに格納され、本発明
を実施するために使われるデータ構造の概要を示す略図
である。

【図５】図１のワークステーションによって実行され且
つ本発明の好適な実施形態を実施する工程のフローチャ
ートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム・マーレイ・ストヴァル，ザ・ サード アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、メノ モニー・フォールズ、エスティー・フラン シス・ドライブ、エヌ90・ダブリュー 17683番

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスプレイ上でテキスト・オブジェク
   トを生成する方法であって、 ａ）フォント・キャッシュ（２０４）に複数のセットの
   フォント・ビットマップを格納する工程と、 ｂ）表示用に指定されたフォントで表意文字を識別する
   テキスト描画コマンドを受信する工程（２００）と、 ｃ）前記表意文字に対応するフォント・ビットマップが
   前記フォント・キャッシュに格納されているかどうかを
   判定し、且つｉ）前記対応するフォント・ビットマップ
   を前記フォント・キャッシュ（２０４）から読み出す
   （２１４）か、もしくは、ｉｉ）指定されたフォントに
   対応する別のセットのフォント・ビットマップを生成し
   て（２２０）、フォント・キャッシュ（２０４）に格納
   し（２２４、２２８、２３０）、そして前記対応するフ
   ォント・ビットマップを前記フォント・キャッシュから
   読み出す（２１４）かのいずれか一方を行う工程（２１
   ０）と、 ｄ）ディスプレイ上の前記フォント・キャッシュから読
   み出された前記フォント・ビットマップを描画する（２
   １６）ことによって、前記表意文字を表示する工程と、
   を含む方法。
2. 【請求項２】 ｅ）前記フォント・キャッシュが満杯か
   どうかを決定する工程（２２２）と、 ｆ）前記フォント・キャッシュ（２０４）に格納された
   前記複数のセットのフォント・ビットマップのうちの１
   つを除去する工程（２２８、２３０）と、をさらに含む
   請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記工程ｆ）で削除された、前記複数の
   セットのフォント・ビットマップのうちの１つは、最も
   少なく使用されたセットのフォント・ビットマップであ
   る（２２８）請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 ｇ）複数の各セットのフォント・ビット
   マップのうちの１つのフォント・ビットマップが前記フ
   ォント・キャッシュから読みだされる回数をカウントす
   る工程（２１２）をさらに含み、前記工程ｆ）で削除さ
   れた１つのセットのフォント・ビットマップは、最低の
   カウント値を備える１つのセットのフォント・ビットマ
   ップである（２２８）請求項２に記載の方法。
5. 【請求項５】 ｈ）前記フォント・キャッシュ（２０
   ４）に格納された前記複数のセットのフォント・ビット
   マップの各々から１つのフォント・ビットマップが読み
   出される時間を格納する（２１２）工程をさらに含み、
   前記工程ｆ）で削除された１つのセットのフォント・ビ
   ットマップは前記複数のセットのフォント・ビットマッ
   プの格納時間によって決定される（２３０）請求項２の
   方法。
6. 【請求項６】 ｈ）前記フォント・キャッシュ（２０
   ４）に格納された前記複数のセットのフォント・ビット
   マップの各々から１つのフォント・ビットマップを読み
   出す時間を格納（２１２）する工程をさらに含み、前記
   工程ｆ）で削除された前記１つのセットのフォント・ビ
   ットマップは、２つ以上のセットのフォント・ビットマ
   ップが同じ最低カウント値をもつときの格納時間によっ
   て決定される（２２６）請求項４に記載の方法。
7. 【請求項７】 複数のセットのフォント・ビットマップ
   を含むフォント・キャッシュを備えるメモリ（２０４）
   と、 表示用に指定されたフォントの表意文字を識別するテキ
   スト描画コマンドを作成する手段（１４、２０）と、 前記テキスト描画コマンド内の前記指定されたフォント
   と前記フォント・キャッシュ（２０４）に格納された前
   記フォントを比較する手段（２１０、２０）と、 前記指定されたフォントが前記フォント・キャッシュに
   格納されているならば、前記フォント・キャッシュ（２
   ０４）からの前記表意文字に対応する前記フォント・ビ
   ットマップを読み出す手段（２１４，２０）と、 前記指定されたフォントが前記フォント・キャッシュ
   （２０４）に格納されていないならば、前記テキスト描
   画コマンド内で前記指定されたフォントに対応する新た
   なセットのフォント・ビットマップを作成する手段（２
   ２０、２０）であって、前記フォント・キャッシュに前
   記新たなセットのフォント・ビットマップを格納する手
   段（２２４、２２８、２３０、２０）、及び前記表意文
   字に対応する前記フォント・キャッシュ（２０４）から
   前記フォント・ビットマップを読み出す手段（２１４、
   ２０）を含んでいる、フォント・ビットマップを作成す
   る手段と、 画像を生成するディスプレイ・デバイス（１２）と、 前記フォント・キャッシュ（２０４）から読み出された
   フォント・ビットマップを使って、前記ディスプレイ・
   デバイス上に前記表意文字を描画する手段（３４）と、
   を備えるワークステーション。
8. 【請求項８】 テキスト描画コマンドを作成する前記手
   段は、複数のアプリケーション・プログラムを格納する
   メモリ（２２）と、前記格納されたプログラムを実行し
   て且つテキスト描画コマンドを作成するプロセッサ（２
   ０）を備える請求項７に記載のワークステーション。
9. 【請求項９】 手動でデータを入力できるキーボード
   （１４）と、キーボード（１４）を介して入力されたデ
   ータを受信し、それから前記フォント・キャッシュ（２
   ０４）の大きさを決定する構成手段（２０２、２０）と
   を備える請求項７に記載のワークステーション。
10. 【請求項１０】 前記フォント・キャッシュ（２０４）
    が満杯かどうか決定する手段（２２２、２０）と、 最後に名前の挙がった手段に応答して、前記フォント・
    キャッシュ（２０４）が満杯ならば前記複数のセットの
    フォント・ビットマップを削除する手段（２２８、２３
    ０、２０）と、をさらに備える請求項７に記載のワーク
    ステーション。
11. 【請求項１１】 前記複数のセットのフォント・ビット
    マップの各々内のフォント・ビットマップを前記フォン
    ト・キャッシュ（２０４）から読み出す回数をカウント
    する手段（２０６）を備え、前記複数のセットのフォン
    ト・ビットマップのうちの１つを削除する手段（２２
    ８、２０）は、最も小さなカウント値をもつ１つのセッ
    トのフォント・ビットマップを削除するように動作可能
    である請求項１０に記載のワークステーション。
12. 【請求項１２】 前記フォント・キャッシュ（２０４）
    に格納された前記複数のセットのフォント・ビットマッ
    プの各々から１つのフォント・ビットマップを読み出す
    時間を格納するタイマー手段（２０８）を備え、前記複
    数のフォント・ビットマップのうちの１つを除去する前
    記手段（２３０、２０）は、前記格納された時間に対応
    して、どのセットのフォント・ビットマップを削除する
    かを決定する請求項１０に記載のワークステーション。
13. 【請求項１３】 前記フォント・キャッシュ（２０４）
    に格納された前記複数のセットのフォント・ビットマッ
    プの各々から１つのフォント・ビットマップを読み出す
    時間を格納するタイマー手段（２０８）を備え、２つ以
    上のセットのフォント・ビットマップが同じ最低カウン
    ト値をもつときに、前記フォント・キャッシュ（２０
    ４）から削除された１つのセットのフォント・ビットマ
    ップが前記格納された時間（２０８）によって決定され
    る請求項１１に記載のワークステーション。