JP2002208028A - 多角形のジオメトリクリッピング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】任意形状の多角形の頂点データを順次処理し
て，レンダリング装置に必要なクリッピング後の多角形
の頂点データを順次供給することができるジオメトリク
リッピング装置を提供する。 【解決手段】任意形状の多角形をクリップ枠内で切り取
るジオメトリクリッピング装置において，多角形の頂点
データを順次入力し，クリップ枠内で切り取られたクリ
ップ後の多角形の１つの頂点を起点データとして生成す
るクリップ起点生成部１０１と，起点と多角形の２つの
頂点データからなる第１の三角形について，順次，クリ
ップ枠内で切り取られたクリップ後の多角形の頂点を求
めて，起点を１つの頂点とする少なくとも１つの第２の
三角形を含むクリップ多角形の頂点データを生成するク
リップ多角形生成部１０２とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，３次元や２次元空
間に定義された図形データを表示装置に表示するグラフ
ィックス装置において利用され，任意形状の多角形をク
リップ枠内に切り取るジオメトリクリッピング装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】多角形や線などの図形データをCRTや液
晶画面などの２次元画面上に表示するグラフィックス装
置では，表示画面からはみ出すデータを切り取るクリッ
ピング処理が必要になる。一般に，クリッピングは，多
角形（ポリゴン）を構成する頂点情報とクリップ枠（ま
たはクリップボリューム）とから切り取られた多角形の
新たな頂点情報を作り出すジオメトリクリッピングと，
多角形や線を表示画面に相当するフレームメモリに書き
こむ時に，描画するピクセル単位にクリップ枠（または
クリップボリューム）との内外判定を行うピクセルクリ
ッピングとが組み合わせられる。

【０００３】ここで，フレームメモリとは，表示画面の
各画素（ピクセル）の色情報を２次元配列状に格納する
記憶手段であり，通常，表示手段への表示は，この配列
内の色情報を読み出して行われる。

【０００４】近年のグラフィクス装置は，カーナビゲー
ションシステムなどに応用されるようになってきたが，
地図情報などを描画するにあたっては，凸形状だけでな
く凹形状の多角形描画も正確に行う必要がある。

【０００５】上記のジオメトリクリッピングのうち，多
角形（ポリゴン）の頂点情報のみからクリッピングを行
う方法として，サザーランド・ホッジマンのアルゴリズ
ムが提案されている。図１０は，サザーランド・ホッジ
マンのアルゴリズムを説明する図である。図１０には，
６角形のポリゴンＰ０の一部の領域にクリップ枠CLが重
なる場合を示す。図１０（ａ）の状態で，クリップ枠CL
の上辺より上の領域が切り取られ，（ｂ）に示される中
間ポリゴンＰ１が形成される。同様にして，クリップ枠
CLの右辺より右側の領域が切り取られ，（ｃ）に示され
る中間ポリゴンＰ２が形成される。更に，クリップ枠CL
の下辺より下側の領域及びクリップ枠の左辺より左側の
領域が切り取られ，（ｃ）のハッチング領域で示される
最終的なポリゴンＰ３が形成される。

【０００６】そして，この最終ポリゴンＰ３の頂点情報
が，クリップ後の多角形情報として描画装置に送られ
る。描画装置では，この切り取られたクリップ後の多角
形の塗りつぶし処理が行われる。

【０００７】図１１は，一般的な任意の形状の多角形内
の塗りつぶしの例を示す図である。凹形状の多角形にも
対応できるアルゴリズムでは，多角形の頂点のうち一つ
の頂点を起点にして，その起点と他の２つの頂点からな
る三角形を順番に選択して排他的論理和処理し，最終的
に論理値「１」が残った領域を塗りつぶし領域と判定す
ることが提案されている。

【０００８】図１１は，図１０で切り取られたクリップ
後の多角形Ｐ３をピクセルクリッピングする場合につい
て示す。右側のコラム（Ａ）がクリップ後の多角形から
選択された三角形を示し，左側のコラム（Ｂ）が塗りつ
ぶし領域を示すマスクバッファを示す。マスクバッファ
の斜線領域が論理値「１」を，斜線以外が論理値「０」
をそれぞれ示す。

【０００９】最初に，マスクバッファ内が全て論理値
「０」にクリアされている。そこで，コラム（Ａ）の
（１）において，起点１と点２，３からなる三角形を選
択して，その三角形(1,2,3)の領域内のピクセルを論理
値「１」として，マスクバッファと排他的論理和処理を
行う。その結果，コラム（Ｂ）の（１）に示される通
り，斜線領域が論理値「１」に変換される。

【００１０】次に，コラム（Ａ）の（２）において，起
点１と点３，４からなる三角形を選択して，その三角形
(1,3,4)の領域内のピクセルを論理値「１」として，マ
スクバッファと排他的論理和処理を行う。その結果，コ
ラム（Ｂ）の（２）に示される斜線領域が論理値「１」
に変換される。

【００１１】次に，コラム（Ａ）の（３）において，起
点１と点４，５からなる三角形を選択して，その三角形
(1,4,5)の領域内のピクセルを論理値「１」として，マ
スクバッファと排他的論理和処理を行う。その結果，三
角形(1,4,5)の領域は論理値「０」に変換されて凹部が
処理され，コラム（Ｂ）の（３）に示される斜線領域が
論理値「１」のままとなる。

【００１２】そして，最後に，コラム（Ａ）の（４）に
おいて，起点１と点５，６からなる三角形を選択して，
その三角形(1,5,6)の領域内のピクセルを論理値「１」
として，マスクバッファと排他的論理和処理を行う。そ
の結果，コラム（Ｂ）の（４）に示される斜線領域が論
理値「１」に変換され，クリップ後の多角形内の塗りつ
ぶしすべきピクセルの位置が，マスクバッファ内に格納
される。

【００１３】その後，このマスクバッファ内の論理値
「１」の領域に対応するフレームバッファ内の領域に所
定の色データを記録することで，塗りつぶし処理が行わ
れる。

【００１４】図１１に示された方法によれば，凹形状を
有する任意の多角形に対しても柔軟に塗りつぶし処理を
行うことができる。かかる方法は，Open GL Programmin
g Guide Second Edition ( P.516 Drawing Filled, Con
cave Polygons Using the Stencil Buffer )に詳細に記
述されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記の
サザーランド・ホッジマンのアルゴリズムの場合，クリ
ッピング処理中に生成される中間ポリゴンの頂点データ
を格納しておくためのメモリ領域が必要になる。カーナ
ビゲーションシステムなどで用いられる地図情報は，海
岸線データなど膨大な頂点を持つ多角形を含み，上記ア
ルゴリズムによるジオメトリ処理装置は，頂点データ格
納のために多くのハードウエア資源を必要とし，コスト
面で不利である。

【００１６】特開平７−２９６１７２号公報は，かかる
問題点を解決する発明を開示する。この公報に記載され
た発明では，多角形の頂点データを順次処理してジオメ
トリクリッピングを行うことができるが，クリッピング
処理により生成される頂点データを全て格納しておき，
エッジ（辺）データを生成，格納した後に，塗りつぶし
処理を行わなければならない。従って，依然として，中
間的なデータを格納しておく多くのハードウエア資源が
必要になる。

【００１７】そこで，本発明の目的は，任意形状の多角
形の頂点データを順次処理して，レンダリング装置に必
要なクリッピング後の多角形の頂点データを順次供給す
ることができるジオメトリクリッピング装置を提供する
ことにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに，本発明の一つの側面は，任意形状の多角形をクリ
ップ枠内で切り取るジオメトリクリッピング装置におい
て，前記任意形状の多角形の頂点データを順次入力し，
前記クリップ枠内で切り取られたクリップ後の多角形の
１つの頂点を起点データとして生成するクリップ起点生
成部と，前記起点と前記任意形状の多角形の２つの頂点
データからなる第１の三角形について，順次，前記クリ
ップ枠内で切り取られたクリップ後の多角形の頂点を求
めて，前記起点を１つの頂点とする少なくとも１つの第
２の三角形を含むクリップ多角形の頂点データを生成す
るクリップ多角形生成部とを有することを特徴とする。

【００１９】上記発明によれば，クリップ起点生成部も
クリップ多角形生成部も共に，最初の任意形状の多角形
の頂点データを順次入力して処理することができ，更
に，クリップ多角形生成部がクリップ後の多角形の頂点
データを順次生成することができるので，従来例のよう
に中間的な頂点データを格納するための膨大なハードウ
エア資源を必要としない。従って，地図の海岸線などの
クリップ枠との交点が膨大になる画像データの処理に適
している。

【００２０】上記発明において，好ましい実施例では，
３つの頂点で画定される三角形をクリップ枠内で切り取
られるクリップ後の多角形の頂点データを求める内部ク
リップ手段が，前記クリップ起点生成部とクリップ多角
形生成部とに共通に設けられる。

【００２１】更に，好ましい実施例では，前記クリップ
起点生成部は，最初に求められた前記クリップ後の多角
形の頂点を，前記起点データとして生成することを特徴
とする。

【００２２】更に，別の好ましい実施例では，前記クリ
ップ起点生成部は，前記任意形状の多角形の１つの頂点
であって，前記クリップ枠内に位置する頂点を，前記起
点データとして生成することを特徴とする。入力される
任意形状の多角形の頂点がクリップ枠内に位置する場合
は，その頂点を起点として出力することができる。従っ
て，入力される頂点がクリップ枠内に位置する場合は，
入力される頂点からなる三角形についてクリップ枠内の
切り取り処理を行う必要がなくなる。

【００２３】別の好ましい実施例では，前記クリップ多
角形生成部は，前記任意形状の多角形の頂点であって，
連続して入力される第１，２，３の頂点が前記クリップ
枠の同じクリップ面の外側に位置する場合は，前記起点
と第１，２の頂点で画定される三角形のクリップ後の多
角形の頂点を求めることなく，前記起点と第１，３の頂
点で画定される第１の三角形について当該頂点を求める
ことを特徴とする。これにより，クリップ後の多角形の
頂点を求める処理の回数を減らすことができる。

【００２４】更に，別の好ましい実施例では，前記クリ
ップ起点生成部またはクリップ多角形生成部は，前記ク
リップ多角形の頂点データを，重複することなく，当該
クリップ多角形の塗りつぶしを行う描画部に供給するこ
とを特徴とする。これにより，クリップ多角形の頂点デ
ータを供給される描画部は，順次供給される頂点で構成
され多角形について，塗りつぶし領域を特定することが
でき，中間データを格納する必要がなく処理が簡便にな
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下，図面を参照して本発明の実
施の形態例を説明する。しかしながら，かかる実施の形
態例が，本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【００２６】図１は，本実施の形態例のジオメトリクリ
ップ装置２０が設けられる画像処理装置（グラフィック
装置）１４の構成図である。画像処理装置１４は，ホス
トコンピュータ１０から図形データファイル１２内の画
像データのうち，任意形状の多角形（ポリゴン）の頂点
データＳ１を供給されて，ジオメトリ処理，レンダリン
グ処理を行い，フレームメモリ２４内にピクセル毎の色
データを格納する。このフレームメモリ２４内の色デー
タがデジタル・アナログ変換されて，表示装置２８に供
給され，所定の画像が表示される。

【００２７】画像データファイル１２内の画像データが
３次元データの場合は，ポリゴンの頂点データＳ１は，
座標変換部１８で表示画面の２次元データに透視変換さ
れ，変換後の頂点データＳ２がジオメトリクリップ部２
０に出力される。画像データが２次元データの場合は，
ポリゴンの頂点データＳ１は，座標変換部１８で表示画
面の２次元データに変換され，ジオメトリクリップ部２
０に出力される。

【００２８】ジオメトリクリップ部２０は，変換後の頂
点データＳ２を順次入力し，任意形状の多角形（ポリゴ
ン）をクリップ枠内で切り出したクリップ後の多角形の
頂点データＳ３を生成し，描画部であるレンダラ部２２
にそのクリップ頂点データＳ３を順次供給する。このジ
オメトリクリップ部２０が，本実施の形態例の対象装置
である。

【００２９】描画部２２は，順次供給されるクリップ後
の多角形の頂点データＳ３で形成される三角形につい
て，マスクバッファ２６内のマスクデータと排他的論理
和処理を行い，図１１で説明した任意多角形塗りつぶし
処理を行う。そして，マスクバッファ２６で画定された
領域に対応するフレームメモリ２４内の領域に，ポリゴ
ンの色データを格納することで，塗りつぶし処理を行
う。１フレーム期間内のポリゴンの描画処理が終了する
と，フレームメモリ２４に格納された色データが出力さ
れ，表示装置２８に表示される。

【００３０】図２は，ジオメトリクリップ部２０の構成
図である。ジオメトリクリップ部２０は，任意形状の多
角形（ポリゴン）の頂点データＳ２を順次入力し，クリ
ップ枠内で切り取られたクリップ後の多角形の１頂点を
起点データとして生成するクリップ起点生成部１０１
と，その起点と任意形状の多角形の２つの頂点データＳ
２からなる第１の三角形について，順次，クリップ枠内
で切り取られたクリップ後の多角形の頂点を求めて，起
点を１つの頂点とする少なくとも１つの第２の三角形を
含むクリップ後の多角形（クリップ多角形）の頂点デー
タを生成するクリップ多角形生成部１０２とを有する。

【００３１】更に，ジオメトリクリップ部２０は，クリ
ップ多角形生成部１０２が，最後の第１の三角形につい
てクリップ後の多角形の頂点を生成した後の後処理を行
うクリップ後処理部１０３を有する。そして，３つの頂
点で画定される三角形をクリップ枠内で切り取られて得
られるクリップ多角形の頂点データを求める内部クリッ
プ手段１１０が，他の生成部101,102や処理部103に共通
に設けられる。そして，内部クリップ手段110は，クリ
ップ多角形生成部102やクリップ起点生成部101からの指
令に応答して，３頂点からなる三角形の内部クリップ処
理を行う。

【００３２】クリップ起点生成部101，クリップ多角形
生成部102，及びクリップ後処理部103は，生成した起点
データやクリップ多角形の頂点データＳ３を描画部２２
に順次出力する。

【００３３】図３は，第１の実施の形態例におけるジオ
メトリクリップ部の処理を説明するための多角形とクリ
ップ枠との関係例を示す図である。この例は，図１０で
示した６角形のポリゴンＰ０とクリップ枠CLと同じ関係
にある。今仮にポリゴンＰ０が６個の頂点１〜６で構成
されているものとする。

【００３４】本実施の形態例におけるジオメトリクリッ
プ部の処理は，最初に，ポリゴンＰ０の任意の頂点1を
起点にして，頂点1,2,3の三角形，頂点1,3,4の三角形，
頂点1,4,5，頂点1,5,6の三角形が，クリップ枠CL内に位
置するか否かの判断を順次行い，最初に検出されたクリ
ップ後の多角形の頂点Ｓを起点データとして生成する。
これがクリップ起点生成部101により行われる。次に，
今度は頂点Ｓを起点として，頂点S,1,3の三角形，頂点
S,3,4の三角形，頂点S,4,5の三角形，頂点S,5,6の三角
形，そして頂点S,6,1の三角形をクリップ枠内で切り取
られるクリップ多角形の頂点Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，４，
５，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５のデータを生成する。これらの処
理は，一部クリップ起点生成部101により行われるが，
大半はクリップ多角形生成部102により行われる。

【００３５】三角形をクリップ枠内で切り取られるクリ
ップ多角形の頂点は，既知の内部クリップ処理により求
められるが，以下の例では，被クリップ処理の三角形の
第１頂点がクリップ枠内にある場合，その第１頂点が内
部クリップ処理結果の頂点列の第１頂点になる必要があ
る。それ以外は，いずれのアルゴリズムであってもよ
い。

【００３６】上記の処理は，座標変換部１８から多角形
の頂点データＳ２を多角形の周囲に沿って順次入力して
行うことができ，一定の処理により生成されたクリップ
後の多角形の頂点データＳ３を，その都度出力すること
ができるので，中間の頂点データなどを格納しておく膨
大なメモリ領域を設ける必要がない。

【００３７】図４は，第１の実施の形態例におけるクリ
ップ起点生成部101の処理フローチャート図である。ま
ず，第1頂点（図３の頂点１）のデータＳ２を入力する
（Ｓ１０）。そして，クリップ後処理のために一次的に
第１頂点をメモリに退避する。更に，第１頂点がクリッ
プ枠内か否かの判定を行う（Ｓ１１）。

【００３８】第1頂点がクリップ枠内の場合，第1頂点を
起点としてメモリに格納する（Ｓ１２）とともに，該起
点データを出力する（Ｓ１３）。次に，第２頂点を入力
して，それをカレント三角形の第２頂点として格納し
（Ｓ１４），クリップ起点生成部の処理を終了する。即
ち，第１頂点がクリップ枠内に存在する場合は，その第
１頂点がクリップ処理の起点となり，図４のクリップ起
点生成処理は終了する。

【００３９】図３の例では，頂点１はクリップ枠CL内に
位置していないので，工程Ｓ１６に進む。

【００４０】一方，第1頂点がクリップ枠外の場合，工
程Ｓ１６以下の処理が行われる。即ち，第２，第３頂点
を入力し，（第１頂点，第２頂点，第３頂点）で形成さ
れる三角形を内部クリップ手段110により内部クリップ
処理を行う（S16,S17）。

【００４１】前述した通り，内部クリップ手段110は，
被クリップ処理三角形をクリップ枠内で切り取ったクリ
ップ後の多角形の頂点（以下クリップ頂点）を生成する
という，当業者に既知の処理を行う。但し，被クリップ
三角形の第1頂点がクリップ枠内にある場合，その第1頂
点が内部クリップ処理結果の頂点列の第1頂点になるア
ルゴズムが含まれていることは必要である。内部クリッ
プ手段110の入力図形は単純な三角形であるので，この
処理は高速に処理でき，中間的な格納データを少なくす
ることができる。

【００４２】内部クリップ処理の結果，クリップ頂点が
存在しない場合（Ｓ１９でNOの場合），第4頂点を入力
し，（第1頂点，第3頂点，第4頂点）で形成される三角
形の内部クリップ処理を行う。この起点検出処理S17,S1
8,S19を起点が検出されるまで実行する。起点が検出さ
れないまま，すべての頂点入力を完了した場合（Ｓ２５
でNOの場合），凹形状多角形が完全にクリップ枠の外側
と判断して，本ジオメトリクリップ処理を完了する。

【００４３】被クリップ三角形(1,3,4)のように，内部
クリップ処理の結果，クリップ枠内に存在するクリップ
頂点を検出した場合（Ｓ１９），その頂点のいずれかを
起点として格納する（Ｓ２０）。この処理フローでは，
内部クリップ処理の結果見つかったクリップ頂点のう
ち，第１クリップ頂点を起点としている。従って，図３
の例では，三角形(1,3,4)の内部クリッピング処理によ
りクリップ頂点S,C0,C2,4が見つかるが，その第１クリ
ップ頂点Ｓが起点としてメモリに格納される。

【００４４】第n頂点入力の後にクリップ起点検出処理
において起点を検出した場合，その起点をメモリに格納
するとともに，該起点を出力する（Ｓ２１）。次に，
（起点，第１頂点，第n-1頂点），（起点，第n-1頂点，
第n頂点）で形成される三角形の内部クリップ処理を行
い，それぞれのクリップ処理結果の第１頂点を除くクリ
ップ頂点列を出力する（S22,S23）。第１頂点は，起点
Ｓとしてすでに出力されているので，重複して出力しな
いことが好ましい。

【００４５】従って，図３の例では，第ｎ（＝４）頂点
を入力した後に，クリップ頂点S,C0,C2,4が見つかるの
で，工程Ｓ２２では，（起点Ｓ，第１頂点，第n-1（=
3））の三角形の内部クリップ処理が行われ，見つかっ
たクリップ頂点S,C0,C1のうち，第１クリップ頂点Ｓを
除くクリップ頂点C0,C1が出力される。更に，工程Ｓ２
３では，（起点Ｓ，第n-1（=3）頂点，第ｎ（=4）頂
点）の三角形の内部クリップ処理が行われ，見つかった
クリップ頂点S,C1,C2,4のうち，第１クリップ頂点Ｓを
除くクリップ頂点C1,C2,4が出力される。第ｎ頂点を入
力した時点でクリップ頂点が見つかった場合，第n-2頂
点以前の頂点からなる三角形は，クリップ枠内に位置し
ないので，それらの第２頂点から第n-2頂点までの頂点
を含む三角形は，内部クリップ処理が不要になる。従っ
て，工程S22,S23ではそれらの三角形の内部クリップ処
理は省略される。

【００４６】最後に，第n頂点をカレント三角形の第2頂
点としてメモリに格納し（Ｓ２４），クリップ起点生成
部の処理を終了する。

【００４７】図５は，第１の実施の形態例におけるクリ
ップ多角形生成部の処理フローチャート図である。図４
のクリップ起点生成処理が終了した時点では，起点Ｓが
カレント三角形の第１頂点，第ｎ頂点がカレント三角形
の第２頂点に格納されている。そこで，クリップ多角形
生成部102は，次の入力頂点が存在する場合（Ｓ３
０），入力頂点をカレント三角形の第３頂点として格納
する（Ｓ３１）。そして，すでに格納されているカレン
ト三角形の第２頂点と，入力したカレント三角形の第３
頂点がともにクリップ枠内にある場合（Ｓ３２でYESの
場合）は，それぞれの頂点を描画部２２に出力する（Ｓ
３３）。

【００４８】カレント三角形の第２頂点と第３頂点がと
もにクリップ枠内にあるという条件以外の場合（Ｓ３３
でNOの場合）は，（起点，カレント三角形の第２頂点，
カレント三角形の第３頂点）で形成される三角形につい
て，内部クリップ処理を行い，第１クリップ頂点を除く
内部クリップ頂点列を順次出力する（Ｓ３５）。続い
て，カレント三角形の第３頂点をカレント三角形の第２
頂点として格納する（Ｓ３４）。上記の処理Ｓ３０〜Ｓ
３５を，入力頂点データがなくなるまで繰り返す。次の
入力頂点がなくなると（Ｓ３０でNOの場合），クリップ
多角形生成部の処理が終了し，クリップ後処理部での処
理になる。

【００４９】クリップ後処理部103は，（起点，カレン
ト三角形の第２頂点，退避している第1入力頂点）で形
成される三角形の内部クリップ処理を行い，第1クリッ
プ頂点を除く内部クリップ頂点列を順次出力する。

【００５０】図３の例で説明すると，前述の通り，クリ
ップ起点生成部101において，起点Ｓが生成され，工程S
22,S23における三角形(S,1,3)，三角形(S,3,4)の内部ク
リップ処理により，クリップ頂点列(S,C0,C1)と，(S,C
1,C2,4)が検出され，最初のクリップ頂点Ｓを除く頂点
列がそれぞれ出力される。従って，クリップ起点生成部
101におけるクリップ頂点の出力列は， 起点S，頂点列(C0,C1)，頂点列(C1,C2,4) となる。

【００５１】次に，クリップ多角形生成部102におい
て，頂点５，６が処理される。頂点５が入力された時
は，三角形(S,4,5)の頂点４，５は共にクリップ枠内に
あるので，工程Ｓ３３にて， 頂点列(4,5) が出力される。更に，頂点６が入力された時は，頂点
５，６は共にクリップ枠内にないので，工程Ｓ３５での
三角形(S,5,6)の内部クリップ処理により， 頂点列(5,C3,C4) が出力される。この場合のクリップ多角形は，起点Ｓと
頂点5,C3,C4からなる四角形であり，起点Ｓを有する２
つの三角形を有する。

【００５２】そして，最後に，クリップ後処理部103で
は，三角形(S,6,1)が内部クリップ処理され， 頂点列(C4,C5) が出力される。

【００５３】上記の通り，ジオメトリクリップ部２０が
出力する頂点列からなるクリップ後の多角形は，描画部
２２にて，クリップ後の多角形を構成する三角形の領域
の論理値「１」と，図１１で示したマスクバッファ２６
の記憶データとで排他的論理和処理が行われ，マスクバ
ッファ内に再格納される。多角形（ポリゴン）の頂点す
べてについて処理が終了すると，マスクバッファ２６内
の論理値「１」の領域が，クリップ後のポリゴンの塗り
つぶし領域になっているので，それに対応するフレーム
メモリの領域に，色データを格納することで，ポリゴン
の塗りつぶし処理が行われる。

【００５４】図６は，第２の実施の形態例におけるジオ
メトリクリップ部の処理を説明するための多角形とクリ
ップ枠との関係例を示す図である。多角形Ｐ０とクリッ
プ枠CLの関係は，図３の例と同じである。第２の実施の
形態例では，最初のクリップ起点生成部101の処理が，
第１の実施の形態例と異なり，起点をできるだけ最初の
多角形Ｐ０の頂点と一致させる。即ち，最初のクリップ
起点生成部では，多角形の第１,n-1,n頂点からなる三角
形の内部クリップ処理で，いずれかの頂点がクリップ枠
内にある場合は，内部クリップ処理を行うことなく，そ
の枠内の頂点をクリップ起点にする。そして，頂点がク
リップ枠内にない場合は，第１の実施の形態例と同様
に，内部クリップ処理で生成されたクリップ頂点をクリ
ップ起点とする。頂点がクリップ枠内にあることが判明
すれば，内部クリップ処理が不要になるので，その分処
理を高速化できる。

【００５５】従って，図６の例では，三角形(1,2,3)で
はいずれもクリップ枠内に位置しないが，次の三角形
(1,3,4)では，頂点４がクリップ枠内にあるので，この
頂点４がクリップ起点として格納され，出力される。そ
の後の処理は，第１の実施の形態例と同じである。

【００５６】図７は，第２の実施の形態例におけるクリ
ップ起点生成部の処理フローチャート図である。クリッ
プ起点生成部101において，工程Ｓ１０〜Ｓ１４は第１
の実施の形態例と同じであり，第１入力頂点がクリップ
枠内であれば，それを起点として格納，出力し，第２頂
点を入力してカレント三角形の第２頂点に格納する。第
１頂点がクリップ枠外の場合（Ｓ１１），第２入力頂点
がクリップ枠内かどうかを判定する（Ｓ４６）。第２入
力頂点がクリップ枠内の場合，第２入力頂点を起点とし
て格納する（Ｓ４７）とともに，該起点を出力する（Ｓ
４８）。そして，第３頂点を入力してカレント三角形の
第２頂点として格納し（Ｓ４９），クリップ起点生成部
101の処理を終了する。

【００５７】第２頂点がクリップ枠外の場合は，第３頂
点以降を順次入力して以下の手順で起点検出を行う。こ
こで，カレントの入力頂点を第ｎ頂点とする。第n頂点
がクリップ枠内の場合（Ｓ５２でYESの場合），第n頂点
を起点としてメモリに格納する（Ｓ５３）とともに，該
起点を出力する（Ｓ５４）。

【００５８】次に，起点，すなわち第n頂点と，第1頂
点，第n-1頂点で形成される三角形の内部クリップ処理
を行い，クリップ結果の第1頂点を除くクリップ頂点列
を出力する（Ｓ５５）。そして，次に（起点，第n-1頂
点，第n頂点）で形成される三角形の内部クリップ処理
を行う必要があるが，起点は第n頂点に一致するので，
この内部クリップ処理を省略して，第n頂点のみを出力
する（Ｓ５６）。図６の例では，三角形(S,3,4)の内部
クリップ処理は省略されて，第ｎ頂点である第４頂点が
出力される。

【００５９】そして，次の入力頂点が存在する場合（Ｓ
５７），その頂点を入力してカレント三角形の第２頂点
として格納し，クリップ起点生成部101の処理を終了
し，クリップ多角形生成部に遷移する。入力頂点が存在
しない場合は，第n頂点をカレント三角形の第２頂点と
し，クリップ起点生成部の処理を終了し，クリップ後処
理部に遷移する（Ｓ５９）。

【００６０】第n頂点もクリップ枠外の場合は，第１の
実施の形態例と同様の処理Ｓ１８〜Ｓ２４が行われる。
即ち，まず第1，第n-1，第n頂点で形成される三角形の
内部クリップ処理を行う（Ｓ１８）。この内部クリップ
処理により，クリップ枠内に存在するクリップ頂点が検
出された場合（Ｓ１９でYESの場合），その頂点のいず
れかを起点としてメモリに格納し，出力する（S20,S2
1）。次に(起点，第1頂点，第n-1頂点)，(起点，第n-1
頂点，第n頂点)で形成される三角形の内部クリップ処理
を行い，それぞれのクリップ結果の第1頂点を除くクリ
ップ頂点列を出力する（S22,S23）。次に，第n頂点をカ
レント三角形の第２頂点として格納し（Ｓ２４），クリ
ップ起点生成部の処理を終了してクリップ多角形生成部
102に遷移する。

【００６１】（第1，第n-1，第n頂点）で形成される三
角形に対する内部クリップ処理の結果，クリップ頂点が
存在しない場合（Ｓ１９）は，次の頂点を入力して起点
検出処理を繰り返す。 起点が検出されないまま，すべ
ての頂点入力を完了した場合（Ｓ５０）は，クリップ起
点生成部は，凹形状の多角形が完全にクリップ枠外と判
断して，本ジオメトリクリップ処理を完了する。

【００６２】この起点検出方式では，クリップ枠内に存
在する頂点が存在すれば，その頂点を起点とするため，
そのようなケースにおいて第１の実施の形態例のように
起点検出のための内部クリップ処理を行う必要がなく，
多角形の形状によってはクリップ起点生成の処理時間を
短縮することができる。

【００６３】図６の例に適用して説明すると，第４頂点
はクリップ枠内にあるので，頂点４を起点Sとして得
る。次に，三角形(S,1,3)の内部クリップ処理により，
クリップ頂点列(S,C0,C1,C2)を得る。その場合，第１ク
リップ頂点を除く頂点列が出力されるので，クリップ起
点生成部101における出力列は，起点S（Ｓ５４），頂点
列(C0,C1,C2)（Ｓ５５），第４頂点（＝起点S）（Ｓ５
５），となる。そして，クリップ起点生成部101は，第
５頂点の入力を行いカレント三角形の第２頂点として格
納し（Ｓ５８），処理を終了する。

【００６４】次に，クリップ多角形生成部102では，第
６頂点が処理され，三角形(S,5,6)の内部クリップ処理
により， 頂点列(5,C4,C3) が出力される。 そして，クリップ後処理部103では，三
角形(S,6,1)が内部クリップ処理され， 頂点列(C3,C5,C0) が出力される。クリップ多角形生成部102の処理とクリ
ップ後処理部103の処理は，第１の実施の形態例と同じ
である。

【００６５】図８は，第３の実施の形態例におけるジオ
メトリクリップ部の処理を説明するための多角形とクリ
ップ枠との関係例を示す図である。第３の実施の形態例
は，クリップ多角形生成部102の高速化に関し，内部ク
リップ手段による三角形のクリップ頂点検出回数をでき
るだけ少なくし，且つクリップ頂点数もできるだけ少な
くすることを目的としている。

【００６６】その概略的なアルゴリズムは，図８におい
て，内部クリップ手段110により三角形(S,4,5)に対する
クリップ頂点C0が検出されるが，頂点５，６と次の頂点
７とが同じクリップ面Ｙminの外側に位置しているの
で，三角形(S,5,6)の内部クリップ処理を行わずに，三
角形(S,5,7)の内部クリップ処理を行っても同じ結果が
得られる。同様に，頂点５，７と次の頂点８も同じクリ
ップ面Ｙminの外側に位置しているので，三角形（S,5,
7)の内部クリップ処理を行わずに，三角形(S,5,8)の内
部クリップ処理を行っても同じである。そして，最後に
頂点９１が入力された時点で，三角形(S,5,8)の内部ク
リップ処理が行われる。

【００６７】従って，上記の通り，被クリップ処理三角
形の第２頂点と第３頂点が同じクリップ枠外に位置する
場合は，その内部クリップ処理を保留し，更に次の入力
頂点と第２，第３頂点とが同じクリップ枠外に位置する
場合も引き続き内部クリップ処理を保留し，できるだけ
無駄な内部クリップ処理を行わないようにすることが高
速化に寄与する。

【００６８】図９は，第３の実施の形態例におけるクリ
ップ多角形生成部の処理フローチャート図である。クリ
ップ多角形生成部102は，開始時において，被クリップ
処理三角形が保留状態か否かを示す状態変数が，「保留
状態解除」の状態に初期化されているものとする。

【００６９】クリップ多角形生成部102において，最初
は，工程Ｓ６０では次の入力頂点が存在し，工程Ｓ６１
では保留状態解除であり，入力頂点がカレント三角形の
第３頂点に格納される（Ｓ６２）。そこで，カレント三
角形の第２頂点とカレント三角形の第３頂点が同じクリ
ップ面に対してクリップ枠外の場合（Ｓ６３，Ｓ７
１），（起点Ｓ，カレント三角形第2頂点，カレント三
角形第3頂点）で形成される三角形の内部クリップ処理
を保留し（Ｓ７４），次の頂点を入力する（Ｓ６０）。
保留中であることを示す状態変数は，「保留状態」にセ
ットされる。

【００７０】工程Ｓ６０ではYES，工程Ｓ６１でもYESと
判断され，次の入力頂点が，カレント三角形の第２，３
頂点と同じクリップ面に対してクリップ枠外の場合（Ｓ
６８のYES），入力頂点をカレント三角形の第３頂点へ
コピーし（Ｓ７３），次の頂点入力処理に移行する。つ
まり，工程Ｓ７３でカレント三角形の第３頂点に保持さ
れていた一つ前の頂点を廃棄することになる。

【００７１】一方，入力頂点とカレント三角形の第２，
３頂点とが同じクリップ面に対してクリップ枠外でない
場合は（Ｓ６８のNO），（起点，カレント三角形第２頂
点，カレント三角形第３頂点）で形成される三角形の内
部クリップ処理を行い，第1クリップ頂点を除くクリッ
プ頂点列を出力する（Ｓ６９）。

【００７２】続いて，カレント三角形の第３頂点を第２
頂点へ，入力頂点をカレント三角形の第３頂点にコピー
し（Ｓ７０），カレント三角形の第２頂点と第３頂点と
が同じクリップ面に対してクリップ枠外かどうかを調
べ，同じクリップ枠外でない場合（Ｓ７１のNO），（起
点，カレント三角形第２頂点，カレント三角形第３頂
点）で形成される三角形の内部クリップ処理を行い，第
1クリップ頂点を除くクリップ頂点列を順次出力し（Ｓ
７２），保留中の状態を解除する（Ｓ６５）。一方，同
じクリップ枠外の場合は（Ｓ７１のYES），保留状態を
セット（維持）する（Ｓ７４）。

【００７３】最後に，頂点入力時に入力頂点が存在しな
い場合は（工程Ｓ６０のNO），保留状態かどうかを判定
し（Ｓ７５），保留中の三角形があれば，（起点，カレ
ント三角形第２頂点，カレント三角形第３頂点）で形成
される保留中の三角形の内部クリップ処理を行い，第1
クリップ頂点を除くクリップ頂点列を順次出力する（Ｓ
７６）。続いて，カレント三角形の第３頂点をカレント
三角形の第２頂点へコピーして（Ｓ７７），クリップ後
処理部へ遷移する。

【００７４】また，最初に工程Ｓ６３でカレント三角形
の第２，３頂点が共にクリップ枠内にある場合は，図５
の工程S32,S33,S34と同様に，その第２，３頂点をクリ
ップ頂点として出力し（Ｓ６４），カレント三角形の第
３頂点を第２頂点にコピーする（Ｓ６６）。

【００７５】図８を例にして，上記の処理フローチャー
トを説明する。図８では起点Sに対して，第５頂点まで
が処理されているものとする。また，保留状態はオフと
する。第５頂点は，クリップ面Yminに対してクリップ枠
外にある。そして，クリップ多角形生成部が，次の第６
頂点を入力したとき，第５，６頂点は，クリップ面Ymin
に対してクリップ枠外であるので，工程Ｓ７１にてYES
と判断され，保留状態をセットする（Ｓ７４）。

【００７６】次に，クリップ多角形生成部が，第７頂点
を入力した時，第７頂点は，第５，第６頂点と同様にク
リップ面Yminに対してクリップ枠外であるので，工程Ｓ
６８でYESと判断し，工程Ｓ７３で第６頂点を廃棄し，
工程Ｓ７４で起点，第５，第７頂点で生成される三角形
を保留する。続いて，第８頂点を入力し，第５，７頂点
と同じクリップ枠外であるので，同様に工程Ｓ７３で第
７頂点を廃棄し，起点，第５，第８頂点で生成される三
角形を保留する（Ｓ７４）。

【００７７】次に，クリップ多角形生成部が，頂点91を
入力した場合，頂点91はクリップ面Yminに対してクリッ
プ枠内なので，工程Ｓ６８でNOと判断し，保留中の三角
形(S,5,8)に対して内部クリップ処理を行い，頂点出力
(C0,C1,C2)を得る（Ｓ７０）。

【００７８】次に，クリップ多角形生成部は，頂点８と
頂点91のクリップ状態を調べ，ともに，クリップ枠Xmax
に対してクリップ枠外なので，工程Ｓ７１でYESと判断
し，三角形(S,8,91)を保留する（Ｓ７４）。仮に，頂点
８の次の入力が，頂点91でなく頂点92の場合は，頂点８
と頂点92は同じクリップ面に対してクリップ枠外である
という条件を満足しないので，工程Ｓ７１でNOと判断
し，三角形(S,8,92)の内部クリップ処理を行い，頂点出
力， (C2,C３) を得る（Ｓ７２）。

【００７９】以上の通り，頂点６，７に対しては内部ク
リップ処理が省略され，三角形(S,5,8)が変わりに内部
クリップ処理されるので，無駄な内部クリップ処理が省
略され，それにより生成される予定であった無駄なクリ
ップ頂点も省略される。

【００８０】次に，第４の実施の形態例では，クリップ
頂点の出力が重複するのを防止する。図３，４に示した
クリップ起点生成部の処理で，工程Ｓ２２ではクリップ
頂点列として（C0,C1）が出力され，次の工程Ｓ２３で
はクリップ頂点列として（C1,C2,4）が出力される。こ
の場合，工程Ｓ２３でのクリップ頂点C1の出力は重複す
ることになり，好ましくない。そこで，第４の実施の形
態例では，かかる重複を防止し，描画部２２への出力頂
点数を削減する。

【００８１】そのために，第４の実施の形態例では，起
点Ｓ以外の頂点データを描画部２２に出力したかどうか
を示す頂点出力フラグを設け，初期状態では頂点出力フ
ラグを出力なし状態にセットする。そして，前述の第１
の実施の形態例から第３の実施の形態例におけるクリッ
プ頂点出力処理時において，内部クリップ処理を行った
結果頂点を出力する場合，または，カレント三角形の第
２頂点および第３頂点がクリップ枠内にある場合は，以
下の条件制御による判定を行う。

【００８２】内部クリップ処理を行った結果，クリップ
頂点を出力する場合は，（１）頂点出力フラグが「出力
なし」ならば，第１クリップ頂点を除くクリップ頂点列
を出力し，（２）頂点出力フラグが「出力あり」なら
ば，第１クリップ頂点および第２クリップ頂点を除くク
リップ頂点列を出力する。

【００８３】カレント三角形の第２，３頂点がクリップ
枠内にある場合は，（１）頂点出力フラグが「出力な
し」ならば，カレント三角形の第２，３頂点を出力し，
（２）頂点出力フラグが「出力あり」ならば，カレント
三角形第３頂点のみを出力する。

【００８４】頂点出力フラグを「出力あり」にセットす
るタイミングは原則的に起点以外の上記出力処理を行っ
た直後である。従って，図４，５，７，９に「Ａ」で示
すタイミングで頂点出力フラグが「出力あり」にセット
される。即ち，図４では，工程Ｓ２２の直後，図５では
工程Ｓ３３の直後，図７では工程Ｓ２２の直後，そし
て，図９では工程Ｓ６４，Ｓ６９，Ｓ７６の直後であ
る。ただし，例外的に，図７の第３の実施の形態例のク
リップ起点生成部において，工程Ｓ５３にて第n頂点を
起点Ｓとした場合，その後の工程Ｓ５４，５５で起点Ｓ
とクリップ頂点を出力した直後では，頂点出力フラグを
“出力あり”にセットしない。理由は，それに続く工程
Ｓ５６では内部クリップ処理を行うことなく起点（第n
頂点）を頂点として出力するので，重複することはない
からであり，更にその後新たな三角形列の連結が開始さ
れるからである。

【００８５】図３の例では，上記の頂点出力フラグによ
り重複したクリップ頂点出力をなくした結果，出力され
る頂点列は， S，C0，C1，（ここで最初の頂点出力フラグありをセッ
ト）C2，4，5，C3，C4，C5 となる。

【００８６】図６の例では，出力される頂点列は， S，C0，C1，C2，S，5，C4，3（ここで最初の頂点出力フ
ラグありをセット）C5，C0 となる。

【００８７】以上の実施の形態例をまとめると次の付記
の通りである。

【００８８】（付記１）任意形状の多角形をクリップ枠
内で切り取るジオメトリクリッピング装置において，前
記任意形状の多角形の頂点データを順次入力し，前記ク
リップ枠内で切り取られたクリップ後の多角形の１つの
頂点を起点データとして生成するクリップ起点生成部
と，前記起点と前記任意形状の多角形の２つの頂点デー
タからなる第１の三角形について，順次，前記クリップ
枠内で切り取られたクリップ後の多角形の頂点を求め
て，前記起点を１つの頂点とする少なくとも１つの第２
の三角形を含むクリップ多角形の頂点データを生成する
クリップ多角形生成部とを有することを特徴とするジオ
メトリクリッピング装置。

【００８９】（付記２）付記１において，前記クリップ
多角形生成部は，前記任意形状の多角形の頂点データ
を，順次入力し，前記起点と入力済みの頂点と当該入力
した頂点とで画定される第１の三角形について，順次，
前記クリップ後の多角形の頂点を求めることを特徴とす
るジオメトリクリッピング装置。

【００９０】（付記３）付記１において，更に，３つの
頂点で画定される三角形をクリップ枠内で切り取られる
クリップ多角形の頂点データを求める内部クリップ手段
が，前記クリップ起点生成部とクリップ多角形生成部と
に共通に設けられていることを特徴とするジオメトリク
リッピング装置。

【００９１】（付記４）付記１において，前記クリップ
起点生成部は，最初に求められた前記クリップ後の多角
形の頂点を，前記起点データとして生成することを特徴
とするジオメトリクリッピング装置。

【００９２】（付記５）付記１において，前記クリップ
起点生成部は，前記任意形状の多角形の１つの頂点であ
って，前記クリップ枠内に位置する頂点を，前記起点デ
ータとして生成することを特徴とするジオメトリクリッ
ピング装置。

【００９３】（付記６）付記１または２において，前記
クリップ多角形生成部は，前記任意形状の多角形の頂点
であって，連続して入力される第１，２，３の頂点が前
記クリップ枠の同じクリップ面の外側に位置する場合
は，前記起点と第１，２の頂点で画定される三角形のク
リップ後の多角形の頂点を求めることなく，前記起点と
第１，３の頂点で画定される第１の三角形について当該
頂点を求めることを特徴とするジオメトリクリッピング
装置。

【００９４】（付記７）付記１において，前記クリップ
起点生成部またはクリップ多角形生成部は，前記クリッ
プ多角形の頂点データを，重複することなく，当該クリ
ップ多角形の塗りつぶしを行う描画部に供給することを
特徴とするジオメトリクリッピング装置。

【００９５】

【発明の効果】以上，本発明によれば，任意形状の多角
形のクリッピング処理において，多角形の頂点データを
順次入力して処理し，クリップ頂点を順次出力すること
ができるので，クリッピング処理時の中間データ量を少
なく抑えることができ，ハードウエア資源を削減するこ
とができる。

【００９６】以上，本発明の保護範囲は，上記の実施の
形態例に限定されるものではなく，特許請求の範囲に記
載された発明とその均等物にまで及ぶものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態例のジオメトリクリップ装置が設
けられる画像処理装置（グラフィック装置）の構成図で
ある。

【図２】ジオメトリクリップ部の構成図である。

【図３】第１の実施の形態例におけるジオメトリクリッ
プ部の処理を説明するための多角形とクリップ枠との関
係例を示す図である。

【図４】第１の実施の形態例におけるクリップ起点生成
部の処理フローチャート図である。

【図５】第１の実施の形態例におけるクリップ多角形生
成部の処理フローチャート図である。

【図６】第２の実施の形態例におけるジオメトリクリッ
プ部の処理を説明するための多角形とクリップ枠との関
係例を示す図である。

【図７】第２の実施の形態例におけるクリップ起点生成
部の処理フローチャート図である。

【図８】第３の実施の形態例におけるジオメトリクリッ
プ部の処理を説明するための多角形とクリップ枠との関
係例を示す図である。

【図９】第３の実施の形態例におけるクリップ多角形生
成部の処理フローチャート図である。

【図１０】サザーランド・ホッジマンのアルゴリズムを
説明する図である。

【図１１】一般的な任意の形状の多角形内の塗りつぶし
の例を示す図である。

【符号の説明】

１４ 画像処理装置 ２０ ジオメトリクリップ部 ２４ フレームメモリ １０１ クリップ起点生成部 １０２ クリップ多角形生成部 １０３ クリップ後処理部 Ｓ 起点 ＣＬ クリップ枠 Ｐ０ 最初の任意形状の多角形

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】任意形状の多角形をクリップ枠内で切り取
   るジオメトリクリッピング装置において，前記任意形状
   の多角形の頂点データを順次入力し，前記クリップ枠内
   で切り取られたクリップ後の多角形の１つの頂点を起点
   データとして生成するクリップ起点生成部と，前記起点
   と前記任意形状の多角形の２つの頂点データからなる第
   １の三角形について，順次，前記クリップ枠内で切り取
   られたクリップ後の多角形の頂点を求めて，前記起点を
   １つの頂点とする少なくとも１つの第２の三角形を含む
   クリップ多角形の頂点データを生成するクリップ多角形
   生成部とを有することを特徴とするジオメトリクリッピ
   ング装置。
2. 【請求項２】請求項１において，前記クリップ起点生成
   部は，最初に求められた前記クリップ後の多角形の頂点
   を，前記起点データとして生成することを特徴とするジ
   オメトリクリッピング装置。
3. 【請求項３】請求項１において，前記クリップ起点生成
   部は，前記任意形状の多角形の１つの頂点であって，前
   記クリップ枠内に位置する頂点を，前記起点データとし
   て生成することを特徴とするジオメトリクリッピング装
   置。
4. 【請求項４】請求項１または２において，前記クリップ
   多角形生成部は，前記任意形状の多角形の頂点であっ
   て，連続して入力される第１，２，３の頂点が前記クリ
   ップ枠の同じクリップ面の外側に位置する場合は，前記
   起点と第１，２の頂点で画定される三角形のクリップ後
   の多角形の頂点を求めることなく，前記起点と第１，３
   の頂点で画定される第１の三角形について当該頂点を求
   めることを特徴とするジオメトリクリッピング装置。
5. 【請求項５】請求項１において，前記クリップ起点生成
   部またはクリップ多角形生成部は，前記クリップ多角形
   の頂点データを，重複することなく，当該クリップ多角
   形の塗りつぶしを行う描画部に供給することを特徴とす
   るジオメトリクリッピング装置。