JP2002342763A

JP2002342763A - 線分描画装置

Info

Publication number: JP2002342763A
Application number: JP2001144041A
Authority: JP
Inventors: Akisuke Shigenaga; 哲資重永; Kenji Matsushita; 賢治松下
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2002-11-29
Anticipated expiration: 2021-05-15
Also published as: JP4596678B2

Abstract

(57)【要約】【課題】線分を描画する際に、フレームメモリに対す
るアクセス期間を削減することができ、従来に比べて、
回路規模の増加を防ぎつつ、線分をその描画品位を低下
させることなく高速に描画することができる線分描画装
置を提供する。【解決手段】描画パラメータ生成部１で生成したピク
セルデータをデータバッファ８に格納し、そのデータバ
ッファ８からのピクセルデータを、テーブル６から読み
出したｘ軸方向に平行な最大数のピクセル数で、線分座
標生成部５により生成した線分の座標に基づいて、フレ
ームメモリ３に対してリード／ライトする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ・グ
ラフィックスの分野において、ディジタル微分解析を用
いて線分を描画する線分描画装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、コンピュータ・グラフィック
スの分野において、線分描画装置により線分を描画する
際には、佐藤義雄著「入門グラフィックス」に開示され
ているディジタル微分解析（以下、ＤＤＡと称す）が広
く用いられている。なお、ＤＤＡについては、前著に開
示され公知の事実となっているため、その詳細な説明は
ここでは省略する。

【０００３】この線分描画装置では、線分を描画する場
合、まず、線分を構成する各ピクセルについて、その線
分の始点から終点までの区間を、ＤＤＡによりｘ，ｙ座
標を求める。次に、線分に対して半透明処理を行う場合
は、ＤＤＡにより求めた各ピクセルのｘ，ｙ座標に対応
した背景色データをフレームメモリからリードし、半透
明処理して新たに生成した色データをフレームメモリに
ライトする。

【０００４】以上のように、線分描画装置により、ＤＤ
Ａを用いて、図６に示す線分を半透明処理で描画する場
合について、その詳細を以下に説明する。図７は図６に
示す線分を半透明処理で描画する際の時間軸に沿った処
理の流れを示すタイムチャートであり、以下、図７中の
各期間について説明する。

【０００５】ステップＳ１０は、リードアクセスオーバ
ーヘッド処理期間であり、線分描画装置がフレームメモ
リに対してデータリードを要求し、アドレス設定等のリ
ードコマンドを送るまでの期間である。フレームメモリ
に表示回路等、他の回路が共通バスで接続されている場
合は、フレームメモリ使用権を獲得するための期間がさ
らに追加される。

【０００６】ステップＳ１１は、背景色リード処理期間
であり、フレームメモリから背景色データがリードさ
れ、データバッファに格納されるまでの期間である。ス
テップＳ１２は、色データ生成処理期間であり、背景色
データと線分の色データとで半透明処理を行い、新しい
色データを生成する期間である。

【０００７】ステップＳ１３は、ライトアクセスオーバ
ーヘッド処理期間であり、線分描画装置がフレームメモ
リに対してデータライトを要求し、アドレス設定等のラ
イトコマンドを送るまでの期間である。フレームメモリ
に表示回路等、他の回路が共通バスで接続されている場
合、フレームメモリ使用権を獲得するための期間がさら
に追加される。

【０００８】ステップＳ１４は、色データライト処理期
間であり、データバッファから半透明処理された色デー
タをフレームメモリにライトする期間である。以上のス
テップＳ１０〜ステップＳ１４までの処理期間は、ピク
セルに対する処理であり、ピクセル以降において
も、同様の処理が繰り返し実行される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の線分描画装置による描画処理においては、線
分に対して半透明処理を行う場合、その線分を構成する
全ピクセルに渡って１ピクセル毎に、線分描画の際のフ
レームメモリに対するリード／ライト処理を繰り返し実
行しており、その度にアクセスオーバーヘッド処理期間
が存在するとともに、このリード／ライト処理を、線分
を構成する全ピクセルについて実行する際に、その処理
中のフレームメモリに対するアクセス回数が多くなり、
線分描画処理中のフレームメモリに対するアクセス期間
が増え、これらの要因が、線分描画における全体の処理
時間を増大し、市場からの要求が増々強くなっている線
分の高速描画に対して、その妨げになるという問題点を
有していた。

【００１０】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、線分を描画する場合、その際にフレームメモリに
対してアクセスすることにより生じるアクセス期間を削
減することができ、従来に比べて、回路規模の増加を防
ぎつつ、線分をその描画品位を低下させることなく高速
に描画することができる線分描画装置を提供する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の線分描画装置は、コンピュータを利用して
線分を描画するシステムにおいて、ディジタル微分解析
により得られた前記線分を構成する各ピクセルデータに
基づいて、描画画面に対応するアドレス構造を有するフ
レームメモリを介して前記線分を描画する線分描画装置
であって、前記線分の描画の際に、その線分中に存在す
るｘ軸方向に平行なピクセルの最大数をあらかじめ求め
る手段と、前記ｘ軸方向に平行なピクセルの最大数に基
づいて、それらのピクセルデータをまとめて前記フレー
ムメモリに対しリード／ライトする手段と、前記フレー
ムメモリに対するリード／ライト処理により、前記フレ
ームメモリ内のピクセルデータに基づいて、前記線分中
に存在するｘ軸方向に平行なピクセル群を描画する手段
とを備えた構成としたことを特徴とする。

【００１２】以上により、線分描画の際には、線分を構
成するピクセルの内からｘ軸方向に平行なピクセル数を
あらかじめ求め、それら平行な複数ピクセルをまとめて
処理してフレームメモリに対しアクセスすることによ
り、線分描画の際のフレームメモリに対するアクセス回
数を減らすことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の線分描
画装置は、コンピュータを利用して線分を描画するシス
テムにおいて、ディジタル微分解析により得られた前記
線分を構成する各ピクセルデータに基づいて、描画画面
に対応するアドレス構造を有するフレームメモリを介し
て前記線分を描画する線分描画装置であって、前記線分
の描画の際に、その線分中に存在するｘ軸方向に平行な
ピクセルの最大数をあらかじめ求める手段と、前記ｘ軸
方向に平行なピクセルの最大数に基づいて、それらのピ
クセルデータをまとめて前記フレームメモリに対しリー
ド／ライトする手段と、前記フレームメモリに対するリ
ード／ライト処理により、前記フレームメモリ内のピク
セルデータに基づいて、前記線分中に存在するｘ軸方向
に平行なピクセル群を描画する手段とを備えた構成とす
る。

【００１４】この構成によると、線分描画の際には、線
分を構成するピクセルの内からｘ軸方向に平行なピクセ
ル数をあらかじめ求め、それら平行な複数ピクセルをま
とめて処理してフレームメモリに対しアクセスすること
により、線分描画の際のフレームメモリに対するアクセ
ス回数を減らす。

【００１５】請求項２に記載の線分描画装置は、コンピ
ュータを利用して線分を描画するシステムにおいて、デ
ィジタル微分解析により得られた前記線分を構成する各
ピクセルデータに基づいて、描画画面に対応するアドレ
ス構造を有するフレームメモリを介して前記線分を描画
する線分描画装置であって、前記描画の対象とする線分
の始点および終点座標、ｘ方向の変位、ｙ方向の変位な
ど、前記線分を描画する際に必要な前記線分の特性を表
す各種パラメータを生成する描画パラメータ生成部と、
前記描画パラメータ生成部からの線分におけるｙ方向の
変位に基づいて、前記線分中に存在するｘ軸方向に平行
なピクセルの最大数を出力するテーブルと、前記描画パ
ラメータ生成部からの線分における始点座標、ｘ方向の
変位およびｙ方向の変位に基づいて、前記線分を構成す
る各ピクセルのｘ、ｙ座標を生成する線分座標生成部
と、前記描画パラメータ生成部からの線分パラメータに
基づいて、前記フレームメモリにライトするためのピク
セルデータを生成するピクセルデータ生成部と、前記フ
レームメモリからリードしたピクセルデータや、前記ピ
クセルデータ生成部で生成したピクセルデータを格納す
るデータバッファと、前記フレームメモリに対して、前
記テーブルから得られたｘ軸方向に平行な最大ピクセル
数の全ピクセルに渡って、前記線分座標生成部からの
ｘ、ｙ座標毎に、そのｘ、ｙ座標に対応するピクセルデ
ータを、前記データバッファを通じてまとめてリード／
ライトするメモリインターフェース部とを備えた構成と
する。

【００１６】請求項３に記載の線分描画装置は、コンピ
ュータを利用して線分を描画するシステムにおいて、デ
ィジタル微分解析により得られた前記線分を構成する各
ピクセルデータに基づいて、描画画面に対応するアドレ
ス構造を有するフレームメモリを介して前記線分を描画
する線分描画装置であって、前記描画の対象とする線分
の始点および終点座標、ｘ方向の変位、ｙ方向の変位、
ｘ軸方向に平行なピクセルの最大数など、前記線分を描
画する際に必要な前記線分の特性を表す各種パラメータ
を生成する描画パラメータ生成部と、前記描画パラメー
タ生成部からの線分におけるｘ軸方向に平行なピクセル
の最大数を保持するレジスタと、前記描画パラメータ生
成部からの線分における始点座標、ｘ方向の変位および
ｙ方向の変位に基づいて、前記線分を構成する各ピクセ
ルのｘ、ｙ座標を生成する線分座標生成部と、前記描画
パラメータ生成部からの線分パラメータに基づいて、前
記フレームメモリにライトするためのピクセルデータを
生成するピクセルデータ生成部と、前記フレームメモリ
からリードしたピクセルデータや、前記ピクセルデータ
生成部で生成したピクセルデータを格納するデータバッ
ファと、前記フレームメモリに対して、前記レジスタか
ら得られたｘ軸方向に平行な最大ピクセル数の全ピクセ
ルに渡って、前記線分座標生成部からのｘ、ｙ座標毎
に、そのｘ、ｙ座標に対応するピクセルデータを、前記
データバッファを通じてまとめてリード／ライトするメ
モリインターフェース部とを備えた構成とする。

【００１７】請求項４に記載の線分描画装置は、請求項
２または請求項３記載のｘ軸方向に平行なピクセルの最
大数を、データバッファに格納できる限界のピクセル数
に分割する水平ピクセル数分割部を設け、メモリインタ
ーフェース部を、フレームメモリに対して、前記水平ピ
クセル数分割部からのピクセル数の全ピクセルに渡っ
て、線分座標生成部からのｘ、ｙ座標毎に、そのｘ、ｙ
座標に対応するピクセルデータを、前記データバッファ
を通じてまとめてリード／ライトするよう構成する。

【００１８】請求項５に記載の線分描画装置は、請求項
１から請求項４のいずれかに記載のｘ軸方向に平行なピ
クセルの最大数を、ｙ方向の変位の絶対値が１の場合は
１とし、ｙ方向の変位の絶対値が０より小さい場合で、
ｙ方向の変位の絶対値の逆数が小数値を持つ時は１を加
算し、ｙ方向の変位の絶対値の逆数における小数値が０
の時はそのｙ方向の変位の絶対値の逆数値とするよう構
成する。

【００１９】請求項６に記載の線分描画装置は、請求項
１から請求項４のいずれかに記載のｘ軸方向に平行なピ
クセルの最大数を、ｙ方向の変位の絶対値を２進数で表
した時、小数部で１になっている最も大きな桁の逆数と
するよう構成する。

【００２０】請求項７に記載の線分描画装置は、請求項
１から請求項４のいずれかに記載のｘ軸方向に平行なピ
クセルの最大数を、０からｙ方向の変位の絶対値を加算
していき、１以上となるまでの回数とするよう構成す
る。

【００２１】これらの構成によると、線分描画の際に
は、線分を構成するピクセルの内からｘ軸方向に平行な
ピクセル数をあらかじめ求め、それら平行な複数ピクセ
ルをまとめて処理してフレームメモリに対しアクセスす
ることにより、線分描画の際のフレームメモリに対する
アクセス回数を減らすとともに、フレームメモリに対す
るアクセスの際に使用するデータバッファが格納可能な
最大ピクセル数によって描画する線分の長さに制限がか
からないため、データバッファの回路規模を小さく抑え
る。

【００２２】以下、本発明の実施の形態を示す線分描画
装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。（実施の形態１）本発明の実施の形態１の線分描画装置
について詳しく説明する。

【００２３】図１は本実施の形態１の線分描画装置の構
成を示すブロック図である。図１に示すように、描画パ
ラメータ生成部１は、線分を描画する際に必要な線分の
特性を表す各種パラメータを線分描画部２に与える。こ
こで用いるパラメータとしては、線分における始点の
ｘ，ｙ座標および終点のｘ，ｙ座標、線分の傾きを表す
ｘ変位およびｙ変位、線分に対する半透明処理で用いる
α値である。

【００２４】ここで、ｘ変位、ｙ変位の求め方を詳しく
説明する。線分の終点と始点間で、ｘの差分をｄｘとし
ｙの差分ｄｙとすると、ｘ変位およびｙ変位は以下のよ
うにして求められる。

【００２５】｜ｄｘ｜≦｜ｄｙ｜の場合、ｘ変位は、ｄ
ｘ／｜ｄｙ｜となり、ｙ変位は、ｄｙが正の時は１、ｄ
ｙが負の時は−１となる。また、｜ｄｘ｜＞｜ｄｙ｜の
場合、ｘ変位は、ｄｘが正の時は１、ｄｘが負の時は−
１となり、ｙ変位は、ｄｙ／｜ｄｘ｜となる。例えば、
始点座標（０，０）、終点座標（８，２）の場合だと、
ｄｘ＝８、ｄｙ＝２で｜ｄｘ｜＞｜ｄｙ｜となるので、
ｘ変位は１となり、ｙ変位は２／８＝０．２５となる。

【００２６】線分描画部２は、描画パラメータ生成部１
より与えられた上記各種パラメータを基に、描画対象の
線分を構成する各ピクセルの座標に対応するピクセルデ
ータをフレームメモリ３に対してリード／ライトし、例
えば、フレームメモリ３からリードした線分に半透明処
理を施し、その線分をフレームメモリ３にライトするこ
とにより、半透明処理を施した当該線分を描画する。

【００２７】フレームメモリ３は、３２ビット／ピクセ
ルのピクセルデータが格納されている。ｘ軸方向に平行
なピクセルデータは、フレームメモリ３上で連続したア
ドレスに格納されている。ピクセルデータの構成内容
は、ダミー用のビット、Ｒに対応するビット、Ｇに対応
するビット、Ｂに対応するビットの順で８ビットづつで
ある。ダミーの部分は使用されることがなく、Ｒ、Ｇ、
Ｂの部分が半透明処理やディスプレイ表示に使用され
る。上記のようにフレームメモリ３に格納されているピ
クセルデータは、Ｄ／Ａコンバータ（図示せず）を介し
て液晶やＣＲＴなどのディスプレイ（図示せず）上に線
分として描画表示される。

【００２８】ここで、本実施の形態１の線分描画装置に
おいて、本発明の特徴である線分描画部２についてさら
に詳しく説明する。線分描画部２は、線分描画部２の動
作を制御する制御部４と、ＤＤＡにより線分を構成する
各ピクセルのｘ，ｙ座標を始点から順に出力する線分座
標生成部５と、線分中に存在するｘ軸方向に平行なピク
セルの最大数を出力する水平ピクセル数テーブル６と、
フレームメモリ３に対してピクセルデータのリード／ラ
イトを行うメモリインターフェース部７と、メモリイン
ターフェース部７によりフレームメモリ３からリードし
たピクセルデータを格納したり、半透明処理部９で半透
明処理してメモリインターフェース部７によりフレーム
メモリ３にライトするためのピクセルデータを格納する
データバッファ８と、メモリインターフェース部７によ
りフレームメモリ３からリードしてデータバッファ８に
格納されているピクセルデータに対して、半透明処理を
行う半透明処理部９とを備えている。

【００２９】線分座標生成部５は、描画パラメータ生成
部１からパラメータとして始点座標、ｘ変位、ｙ変位を
受け取り、それらのパラメータに基づいて、線分を構成
する各ピクセル毎に始点座標からｘ変位、ｙ変位を加算
していき、整数部を切り出しピクセルのｘ，ｙ座標を出
力する。なお、始点座標には四捨五入のための０．５を
あらかじめ加算しておいても構わない。図２に始点座標
（０，０）、終点座標（８，２）の場合の線分座標生成
部５が出力するｘ，ｙ座標を示す。

【００３０】水平ピクセル数テーブル６は、描画パラメ
ータ生成部１からパラメータとしてｙ変位を受け取り、
線分を構成するピクセルの内、ｘ軸に平行な方向で連な
ったピクセル数の最大値である水平ピクセル数を出力す
る。水平ピクセル数の算出方法は次のようになる。

【００３１】ｙ変位の絶対値が１の場合、水平ピクセル
数は１となる。ｙ変位の絶対値が０より小さい場合で、
ｙ変位の絶対値の逆数が小数値を持つ時は１を加算した
値を水平ピクセル数とし、ｙ変位の絶対値の逆数として
得られる小数値が０の時はｙ変位の絶対値の逆数の値を
水平ピクセル数とする。ここで、ｙ変位の小数部のビッ
ト幅が３ビットの場合のテーブルを図３に示す。

【００３２】また、水平ピクセル数の他の算出方法とし
ては、ｙ変位の絶対値を２進数で表した時、小数部で１
になっている最も大きな桁の逆数を水平ピクセル数とす
る方法がある。例えば、ｙ変位が２進数で０．０１１の
場合、小数部で１になっている最も大きな桁は２^-2であ
るため、水平ピクセル数は２^-2の逆数をとって、２²＝
４ピクセルとなる。

【００３３】また、水平ピクセル数の他の算出方法とし
ては、０からｙ変位の絶対値を加算していき、１以上と
なるまでの回数を水平ピクセル数とする方法がある。例
えば、ｙ変位が０．２５の場合、０から０．２５を加算
していき、１以上となるまで４回加算するため水平ピク
セル数は４ピクセルとなる。なお、水平ピクセル数テー
ブル６はＲＯＭまたは論理回路で構成される。

【００３４】ところで、ｙ変位の絶対値が０の場合は、
線分全体がｘ軸に平行な方向である。この線分に対して
は、制御部４が終点ｘ座標から始点ｘ座標を減算し、１
加算した値を求め、水平直線ピクセル数として出力す
る。

【００３５】メモリインターフェース部７は、線分座標
生成部５からｘ，ｙ座標を受け取り、フレームメモリ３
に対して、対応するアドレスから複数ピクセル分を連続
してリード／ライトするバーストリード／バーストライ
トを行う。前記の複数ピクセルとは、水平ピクセル数テ
ーブル６から出力される水平ピクセル数、あるいは制御
部４から出力される水平直線ピクセル数のことであり、
メモリインターフェース部７は、ｙ変位の絶対値が０の
線分の場合は制御部４からの水平直線ピクセル数を選択
し、それ以外の線分の場合は水平ピクセル数テーブル６
からの水平ピクセル数を選択する。

【００３６】また、メモリインターフェース部７は、フ
レームメモリ３からピクセルデータをリードする際のア
ドレスを保持するレジスタを有し、フレームメモリ３に
ピクセルデータをライトする際にレジスタに保持されて
いるアドレスを使用する。

【００３７】データバッファ８は、メモリインターフェ
ース部７を介してフレームメモリ３からリードされたピ
クセルデータを保持するためのレジスタと、メモリイン
ターフェース部７を介してフレームメモリ３へライトす
るために半透明処理部９が生成したピクセルデータを保
持するためのレジスタとを有している。

【００３８】半透明処理部９は、描画パラメータ生成部
１から不透明度を示すα値（０．０〜１．０）を受け取
り、データバッファ８に保持されている背景色を意味す
るピクセルデータと線分自身のピクセルデータとで半透
明処理を行う。線分自身のピクセルデータのＲ，Ｇ，Ｂ
成分をＬｒ，Ｌｇ，Ｌｂ、背景色のピクセルデータ（色
データ）のＲ，Ｇ，Ｂ成分をＢｒ，Ｂｇ，Ｂｂ、半透明
処理後のピクセルデータ（色データ）のＲ，Ｇ，Ｂ成分
をＰｒ，Ｐｇ，Ｐｂとすると、半透明処理は以下の数式
で処理される。

【００３９】

【数１】次に、本実施の形態１の線分描画装置において、始点座
標（０，０）、終点座標（８，２）の線分を描画する場
合の動作について説明する。

【００４０】まず、描画パラメータ生成部１は、線分描
画部２に対して、始点座標として（０，０）、終点座標
として（８，２）、ｘ変位として１、ｙ変位として０．
２５、α値を与える。線分描画部２において、線分座標
生成部５は、ｘ座標として０、ｙ座標として０を出力す
る。水平ピクセル数テーブル６は、ｙ変位が０．２５で
あることから、水平ピクセル数として４を出力する。

【００４１】メモリインターフェース部７は、フレーム
メモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（０，０）からｘ
軸正方向に４ピクセル分のデータをリードし、データバ
ッファ８に格納する。なお、この時の座標（０，０）に
対応するアドレスはレジスタに保持される。

【００４２】その後、線分座標生成部５は、（０，
０）、（１，０）、（２，０）、（３，０）と、ｙ座標
が変化する前まで線分を構成するピクセルの座標を順に
出力し、半透明処理部９は、それぞれの座標毎に対応し
たピクセルについて、描画パラメータ生成部１からのα
値と、データバッファ８に保持されている背景色を意味
するピクセルデータおよび線分自身のピクセルデータと
で半透明処理を行い、新たに生成したピクセルデータを
データバッファ８に格納する。

【００４３】その後、メモリインターフェース部７は、
レジスタに保持されているアドレスを利用して、フレー
ムメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（０，０）から
ｘ軸正方向に４ピクセル分のデータをライトする。

【００４４】続いて、線分座標生成部５は、ピクセルの
座標として、ｘ座標として４、ｙ座標として１を出力
し、これを基にして、メモリインターフェース部７は、
フレームメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（４，
１）からｘ軸正方向に４ピクセル分のデータをリード
し、データバッファ８に格納する。なお、この時の座標
（４，１）に対応するアドレスはレジスタに保持され
る。

【００４５】それから線分座標生成部５は、（４，
１）、（５，１）、（６，１）、（７，１）と、ｙ座標
が変化する前まで線分を構成するピクセルの座標を順に
出力し、半透明処理部９は、それぞれの座標毎に対応し
たピクセルについて、描画パラメータ生成部１からのα
値と、データバッファ８に保持されている背景色を意味
するピクセルデータおよび線分自身のピクセルデータと
で半透明処理を行い、新たに生成したピクセルデータを
データバッファ８に格納する。

【００４６】その後、メモリインターフェース部７は、
レジスタに保持されているアドレスを利用して、フレー
ムメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（４，１）から
ｘ軸正方向に４ピクセル分のデータをライトする。

【００４７】続いて、線分座標生成部５は、ピクセルの
座標として、ｘ座標として８、ｙ座標として２を出力
し、これを基にして、メモリインターフェース部７は、
フレームメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（８，
２）からｘ軸正方向に４ピクセル分のデータをリード
し、データバッファ８に格納する。なお、この時の座標
（８，２）に対応するアドレスはレジスタに保持され
る。

【００４８】ここで、座標（８，２）は終点座標である
ため、線分座標生成部５は、ｘ，ｙ座標の更新を行わ
ず、半透明処理部９は、座標（８，２）に対応したピク
セルについて、描画パラメータ生成部１からのα値と、
データバッファ８に保持されている背景色を意味するピ
クセルデータおよび線分自身のピクセルデータとで半透
明処理を行い、新たに生成したピクセルデータをデータ
バッファ８に格納する。

【００４９】その後、メモリインターフェース部７は、
レジスタに保持されているアドレスを利用して、フレー
ムメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（８，２）から
ｘ軸正方向に４ピクセル分のデータをライトする。

【００５０】このようにして終点まで描画処理が完了し
たことを受けて、制御部４は、線分描画を終了する。こ
こで、本実施の形態１の線分描画装置により、図６に示
す線分を半透明処理で描画する場合について、時間軸に
沿った処理の流れを図８に示す。以下、図８中の各期間
について説明する。

【００５１】ステップＳ２０は、リードアクセスオーバ
ーヘッド処理期間であり、線分描画装置がフレームメモ
リ３に対して４ピクセル分のデータリードを要求し、ア
ドレス設定等のリードコマンドを送るまでの期間であ
る。フレームメモリ３に表示回路等、他の回路が共通バ
スで接続されている場合、フレームメモリ使用権を獲得
するための期間がさらに追加される。

【００５２】ステップＳ２１は、背景色リード処理期間
であり、フレームメモリ３から背景色データが４ピクセ
ル分リードされ、データバッファ８に格納されるまでの
期間である。

【００５３】ステップＳ２２は、色データ生成処理期間
であり、背景色データと線分の色データとで半透明処理
を行い、新しい色データを４ピクセル分生成する期間で
ある。

【００５４】ステップＳ２３は、ライトアクセスオーバ
ーヘッド処理期間であり、線分描画装置がフレームメモ
リ３に対して４ピクセル分のデータライトを要求し、ア
ドレス設定等のライトコマンドを送るまでの期間であ
る。フレームメモリ３に表示回路等、他の回路が共通バ
スで接続されている場合、フレームメモリ３の使用権を
獲得するための期間がさらに追加される。

【００５５】ステップＳ２４は、色データライト処理期
間であり、データバッファ８から半透明処理された４ピ
クセル分の色データをフレームメモリ３にライトする期
間である。

【００５６】ステップＳ２０〜ステップＳ２４までは、
ピクセル、、、に対する処理であり、ピクセル
、、、においても、同様の処理が行われる。図
７に示す従来の処理の流れでは、ピクセル、、、
を処理するのにリードアクセスオーバーヘッドが４
回、ライトアクセスオーバーヘッドが４回発生するのに
対して、図８に示す本実施の形態の処理の流れでは、ピ
クセル、、、を処理するのにリードアクセスオ
ーバーヘッドが１回、ライトアクセスオーバーヘッドが
１回でよい。

【００５７】背景色リードや色データ生成、色データラ
イトの期間は同じであるので、リードアクセスオーバー
ヘッドとライトアクセスオーバーヘッドの期間が削減さ
れている分、本実施の形態の線分描画装置は、従来に比
べてより高速に描画することができる。

【００５８】以上のように、線分のｘ軸方向に平行なピ
クセル数をあらかじめ求め、複数ピクセルまとめて処理
することにより、フレームメモリ３に対するアクセス回
数を減らすことにより、１ピクセル毎にフレームメモリ
３にアクセスするよりも高速に描画することができる。（実施の形態２）本発明の実施の形態２の線分描画装置
について詳しく説明する。

【００５９】図４は本実施の形態２の線分描画装置の構
成を示すブロック図である。図４に示すように、描画パ
ラメータ生成部１０は、線分描画に必要なパラメータを
線分描画部１１に与える。パラメータとしては、線分に
おける始点のｘ，ｙ座標および終点のｘ，ｙ座標、線分
の傾きを表すｘ変位およびｙ変位、半透明処理で用いる
α値、そして線分を構成するピクセルのうち、ｘ軸に平
行な方向で連なったピクセル数の最大値である水平ピク
セル数である。

【００６０】線分描画部１１が実施の形態１の線分描画
部２と異なる点は、水平ピクセル数を求める手段が、水
平ピクセル数テーブル６ではなく、描画パラメータ生成
部１０で求めた水平ピクセル数を水平ピクセル数レジス
タ１２に格納することである。なお、描画パラメータ生
成部１０での水平ピクセル数の求め方は、実施の形態１
で述べた水平ピクセル数テーブル６が出力する水平ピク
セル数の求め方と同じでよく、そのため、ここでの説明
は省略する。

【００６１】実施の形態１のように、水平ピクセル数を
求めるのにテーブルを用いると、入力できるｙ変位に上
限があるため、描画する線分の長さに制限がある。ま
た、線分の制限を広げるとテーブルが大きくなり、回路
規模が増加する。

【００６２】そこで実施の形態２のように、水平ピクセ
ル数を描画パラメータ生成部１０で求め、水平ピクセル
数レジスタ１２に格納することにより、回路規模の増加
を防ぎつつ、線分の長さの制限を広げることができる。（実施の形態３）本発明の実施の形態３の線分描画装置
について詳しく説明する。

【００６３】図５は本実施の形態３の線分描画装置の構
成を示すブロック図である。図５に示すように、線分描
画部１３が実施の形態１の線分描画部２と異なる点は、
水平ピクセル数テーブル６から出力される水平ピクセル
数を、そのままメモリインターフェース部１５に送るの
ではなく、水平ピクセル数分割部１４で水平ピクセル数
をデータバッファ８に格納できる限界のピクセル数に分
割し、分割ピクセル数としてメモリインターフェース部
１５に送ることである。

【００６４】また、ｙ変位の絶対値が０の場合は線分全
体がｘ軸に平行な方向であるため、水平ピクセル数分割
部１４は水平ピクセル数の代わりに、制御部４から出力
される水平直線ピクセル数を用いて分割ピクセル数を求
める。

【００６５】メモリインターフェース部１５は、水平ピ
クセル数分割部１４からの分割ピクセル数分のピクセル
データを、フレームメモリ３に対してリード／ライトす
る。ここで本実施の形態３の線分描画装置において、始
点座標（０，０）、終点座標（８，２）の線分を描画す
る場合の動作について説明する。なお、データバッファ
８に格納できる限界のピクセル数は２ピクセルとする。

【００６６】まず、描画パラメータ生成部１は、線分描
画部１３に対して、始点座標として（０，０）、終点座
標として（８，２）、ｘ変位として１、ｙ変位として
０．２５、α値を与える。線分座標生成部５は、ｘ座標
として０、ｙ座標として０を出力する。水平ピクセル数
テーブル６は、ｙ変位が０．２５であることから、水平
ピクセル数として４を出力する。

【００６７】この時、水平ピクセル数がデータバッファ
８に格納できる限界のピクセル数を越えているため、水
平ピクセル数分割部１４は、データバッファ８に格納で
きる限界のピクセル数である２ピクセルを分割ピクセル
数として、メモリインターフェース部１５に送る。ま
た、水平ピクセル数である４ピクセルから分割ピクセル
数である２ピクセルを減算した値２ピクセルをレジスタ
に保持する。

【００６８】メモリインターフェース部１５は、フレー
ムメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（０，０）から
ｘ軸正方向に２ピクセル分リードし、データバッファ８
に格納する。なお、この時の座標（０，０）に対応する
アドレスはレジスタに保持される。

【００６９】それから線分座標生成部５は、座標（０，
０）、（１，０）のように、線分を構成するピクセルの
座標の２ピクセル分を順に出力し、半透明処理部９は、
それぞれの座標毎に対応したピクセルについて、描画パ
ラメータ生成部１からのα値と、データバッファ８に保
持されている背景色を意味するピクセルデータおよび線
分自身のピクセルデータとで半透明処理を行い、新たに
生成したピクセルデータをデータバッファ８に格納す
る。

【００７０】その後、メモリインターフェース部１５
は、レジスタに保持されているアドレスを利用して、フ
レームメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（０，０）
からｘ軸正方向に２ピクセル分のデータをライトする。

【００７１】続いて線分座標生成部５は、ｘ座標として
２、ｙ座標として０を出力する。水平ピクセル数分割部
１４は、レジスタに保持されている２ピクセルを分割ピ
クセル数として、メモリインターフェース部１５に送
る。

【００７２】メモリインターフェース部１５は、フレー
ムメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（２，０）から
ｘ軸正方向に２ピクセル分のデータをリードし、データ
バッファ部８に格納する。なお、この時の座標（２，
０）に対応するアドレスはレジスタに保持される。

【００７３】それから線分座標生成部５は、座標（２，
０）、（３，０）のように、ｙ座標が変化する前まで線
分を構成するピクセルの座標の２ピクセル分を順に出力
し、半透明処理部９は、それぞれの座標毎に対応したピ
クセルについて、描画パラメータ生成部１からのα値
と、データバッファ８に保持されている背景色を意味す
るピクセルデータおよび線分自身のピクセルデータとで
半透明処理を行い、新たに生成したピクセルデータをデ
ータバッファ８に格納する。

【００７４】その後、メモリインターフェース部１５
は、レジスタに保持されているアドレスを利用して、フ
レームメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（２，０）
からｘ軸正方向に２ピクセル分のデータをライトする。

【００７５】続いて線分座標生成部５は、ｘ座標として
４、ｙ座標として１を出力する。水平ピクセル数分割部
１４は、データバッファ８に格納できる限界のピクセル
数である２ピクセルを分割ピクセル数として、メモリイ
ンターフェース部１５に送る。また、水平ピクセル数で
ある４ピクセルから分割ピクセル数である２ピクセルを
減算した値２ピクセルをレジスタに保持する。

【００７６】メモリインターフェース部１５は、フレー
ムメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（４，１）から
ｘ軸正方向に２ピクセル分のデータをリードし、データ
バッファ８に格納する。なお、この時の座標（４，１）
に対応するアドレスはレジスタに保持される。

【００７７】それから線分座標生成部５は、座標（４，
１）、（５，１）のように、線分を構成するピクセルの
座標の２ピクセル分を順に出力し、半透明処理部９は、
それぞれの座標毎に対応したピクセルについて、描画パ
ラメータ生成部１からのα値と、データバッファ８に保
持されている背景色を意味するピクセルデータおよび線
分自身のピクセルデータとで半透明処理を行い、新たに
生成したピクセルデータをデータバッファ８に格納す
る。

【００７８】その後、メモリインターフェース部１５
は、レジスタに保持されているアドレスを利用して、フ
レームメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（４，１）
からｘ軸正方向に２ピクセル分のデータをライトする。

【００７９】続いて線分座標生成部５は、ｘ座標として
６、ｙ座標として１を出力する。水平ピクセル数分割部
１４は、レジスタに保持されている２ピクセルを分割ピ
クセル数としてメモリインターフェース部１５に送る。

【００８０】メモリインターフェース部１５は、フレー
ムメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（６，１）から
ｘ軸正方向に２ピクセル分のデータをリードし、データ
バッファ８に格納する。なお、この時の座標（６，１）
に対応するアドレスはレジスタに保持される。

【００８１】それから線分座標生成部５は、座標（６，
１）、（７，１）のように、ｙ座標が変化する前まで線
分を構成するピクセルの座標の２ピクセル分を順に出力
し、半透明処理部９は、それぞれの座標毎に対応したピ
クセルについて、描画パラメータ生成部１からのα値
と、データバッファ８に保持されている背景色を意味す
るピクセルデータおよび線分自身のピクセルデータとで
半透明処理を行い、新たに生成したピクセルデータをデ
ータバッファ８に格納する。

【００８２】その後、メモリインターフェース部１５
は、レジスタに保持されているアドレスを利用して、フ
レームメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（６，１）
からｘ軸正方向に２ピクセル分のデータをライトする。

【００８３】続いて線分座標生成部５は、ｘ座標として
８、ｙ座標として２を出力する。水平ピクセル数分割部
１４は、データバッファ８に格納できる限界のピクセル
数である２ピクセルを分割ピクセル数として、メモリイ
ンターフェース部１５に送る。また、水平ピクセル数で
ある４ピクセルから分割ピクセル数である２ピクセルを
減算した値２ピクセルをレジスタに保持する。

【００８４】メモリインターフェース部１５は、フレー
ムメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（８，２）から
ｘ軸正方向に２ピクセル分リードし、データバッファ部
８に格納する。なお、この時の座標（８，２）に対応す
るアドレスはレジスタに保持される。

【００８５】しかし座標（８，２）は終点座標であるた
め、線分座標生成部５はｘ，ｙ座標の更新を行わず、半
透明処理部９は、座標（８，２）に対応したピクセルに
ついて、描画パラメータ生成部１からのα値と、データ
バッファ８に保持されている背景色を意味するピクセル
データおよび線分自身のピクセルデータとで半透明処理
を行い、新たに生成したピクセルデータをデータバッフ
ァ８に格納する。

【００８６】その後、メモリインターフェース部１５
は、レジスタに保持されているアドレスを利用して、フ
レームメモリ３に対して、座標（ｘ，ｙ）＝（８，２）
からｘ軸正方向に２ピクセル分ライトする。このように
して終点まで描画処理が完了したことを受けて、制御部
４は線分描画を終了する。

【００８７】以上のように、データバッファ８が格納で
きる限界のピクセル数によって描画する線分の長さに制
限がかからないため、データバッファ８の回路規模を小
さく抑えることができ、このようにデータバッファ８の
回路規模を小さく抑えても、線分の描画品位を低下させ
ることなく高速に描画することができる。

【００８８】なお、実施の形態２のように、水平ピクセ
ル数を求める手段が水平ピクセル数テーブル６ではな
く、描画パラメータ生成部１０で求めた水平ピクセル数
を水平ピクセル数レジスタ１２に格納する場合において
も、水平ピクセル数をデータバッファ８に格納できる限
界のピクセル数に分割する手段を適用することができ、
同様の効果を得ることができる。

【００８９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、線分描画
の際には、線分を構成するピクセルの内からｘ軸方向に
平行なピクセル数をあらかじめ求め、それら平行な複数
ピクセルをまとめて処理してフレームメモリに対しアク
セスすることにより、線分描画の際のフレームメモリに
対するアクセス回数を減らすとともに、フレームメモリ
に対するアクセスの際に使用するデータバッファが格納
可能な最大ピクセル数によって描画する線分の長さに制
限がかからないため、データバッファの回路規模を小さ
く抑えることができる。

【００９０】そのため、線分を描画する場合、その際に
フレームメモリに対してアクセスすることにより生じる
アクセス期間を削減することができ、従来に比べて、回
路規模の増加を防ぎつつ、線分をその描画品位を低下さ
せることなく高速に描画することができる。

【００９１】また、例えば、カーナビゲーションシステ
ムで頻繁に用いられる鳥瞰図の場合には、ｘ軸に平行な
ピクセルを多く含む線分の出現率が高くなるため、上記
の効果が顕著に得られ、特に有効的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の線分描画装置の構成を
示すブロック図

【図２】同実施の形態１における線分座標生成部の動作
を示すｘ，ｙ座標例の説明図

【図３】同実施の形態１における水平ピクセル数テーブ
ルのデータ例の説明図

【図４】本発明の実施の形態２の線分描画装置の構成を
示すブロック図

【図５】本発明の実施の形態３の線分描画装置の構成を
示すブロック図

【図６】本発明の各実施の形態の線分描画装置により描
画される線分例の説明図

【図７】従来の線分描画装置による描画処理の流れを示
すタイムチャート

【図８】本発明の各実施の形態の線分描画装置による描
画処理の流れを示すタイムチャート

【符号の説明】

１、１０描画パラメータ生成部２、１１、１３線分描画部３フレームメモリ４制御部５線分座標生成部６水平ピクセル数テーブル７、１５メモリインターフェース部８データバッファ９半透明処理部１２水平ピクセル数レジスタ１４水平ピクセル数分割部

フロントページの続きＦターム(参考） 5B080 CA01 CA05 FA02 FA17 5C082 AA01 BA13 BB13 BB15 BB22 BB42 DA22 DA44 DA53 DA63 DA86 MM02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンピュータを利用して線分を描画する
システムにおいて、ディジタル微分解析により得られた
前記線分を構成する各ピクセルデータに基づいて、描画
画面に対応するアドレス構造を有するフレームメモリを
介して前記線分を描画する線分描画装置であって、前記
線分の描画の際に、その線分中に存在するｘ軸方向に平
行なピクセルの最大数をあらかじめ求める手段と、前記
ｘ軸方向に平行なピクセルの最大数に基づいて、それら
のピクセルデータをまとめて前記フレームメモリに対し
リード／ライトする手段と、前記フレームメモリに対す
るリード／ライト処理により、前記フレームメモリ内の
ピクセルデータに基づいて、前記線分中に存在するｘ軸
方向に平行なピクセル群を描画する手段とを備えたこと
を特徴とする線分描画装置。
【請求項２】コンピュータを利用して線分を描画する
システムにおいて、ディジタル微分解析により得られた
前記線分を構成する各ピクセルデータに基づいて、描画
画面に対応するアドレス構造を有するフレームメモリを
介して前記線分を描画する線分描画装置であって、前記
描画の対象とする線分の始点および終点座標、ｘ方向の
変位、ｙ方向の変位など、前記線分を描画する際に必要
な前記線分の特性を表す各種パラメータを生成する描画
パラメータ生成部と、前記描画パラメータ生成部からの
線分におけるｙ方向の変位に基づいて、前記線分中に存
在するｘ軸方向に平行なピクセルの最大数を出力するテ
ーブルと、前記描画パラメータ生成部からの線分におけ
る始点座標、ｘ方向の変位およびｙ方向の変位に基づい
て、前記線分を構成する各ピクセルのｘ、ｙ座標を生成
する線分座標生成部と、前記描画パラメータ生成部から
の線分パラメータに基づいて、前記フレームメモリにラ
イトするためのピクセルデータを生成するピクセルデー
タ生成部と、前記フレームメモリからリードしたピクセ
ルデータや、前記ピクセルデータ生成部で生成したピク
セルデータを格納するデータバッファと、前記フレーム
メモリに対して、前記テーブルから得られたｘ軸方向に
平行な最大ピクセル数の全ピクセルに渡って、前記線分
座標生成部からのｘ、ｙ座標毎に、そのｘ、ｙ座標に対
応するピクセルデータを、前記データバッファを通じて
まとめてリード／ライトするメモリインターフェース部
とを備えたことを特徴とする線分描画装置。
【請求項３】コンピュータを利用して線分を描画する
システムにおいて、ディジタル微分解析により得られた
前記線分を構成する各ピクセルデータに基づいて、描画
画面に対応するアドレス構造を有するフレームメモリを
介して前記線分を描画する線分描画装置であって、前記
描画の対象とする線分の始点および終点座標、ｘ方向の
変位、ｙ方向の変位、ｘ軸方向に平行なピクセルの最大
数など、前記線分を描画する際に必要な前記線分の特性
を表す各種パラメータを生成する描画パラメータ生成部
と、前記描画パラメータ生成部からの線分におけるｘ軸
方向に平行なピクセルの最大数を保持するレジスタと、
前記描画パラメータ生成部からの線分における始点座
標、ｘ方向の変位およびｙ方向の変位に基づいて、前記
線分を構成する各ピクセルのｘ、ｙ座標を生成する線分
座標生成部と、前記描画パラメータ生成部からの線分パ
ラメータに基づいて、前記フレームメモリにライトする
ためのピクセルデータを生成するピクセルデータ生成部
と、前記フレームメモリからリードしたピクセルデータ
や、前記ピクセルデータ生成部で生成したピクセルデー
タを格納するデータバッファと、前記フレームメモリに
対して、前記レジスタから得られたｘ軸方向に平行な最
大ピクセル数の全ピクセルに渡って、前記線分座標生成
部からのｘ、ｙ座標毎に、そのｘ、ｙ座標に対応するピ
クセルデータを、前記データバッファを通じてまとめて
リード／ライトするメモリインターフェース部とを備え
たことを特徴とする線分描画装置。
【請求項４】ｘ軸方向に平行なピクセルの最大数を、
データバッファに格納できる限界のピクセル数に分割す
る水平ピクセル数分割部を設け、メモリインターフェー
ス部を、フレームメモリに対して、前記水平ピクセル数
分割部からのピクセル数の全ピクセルに渡って、線分座
標生成部からのｘ、ｙ座標毎に、そのｘ、ｙ座標に対応
するピクセルデータを、前記データバッファを通じてま
とめてリード／ライトするよう構成したことを特徴とす
る請求項２または請求項３記載の線分描画装置。
【請求項５】ｘ軸方向に平行なピクセルの最大数を、
ｙ方向の変位の絶対値が１の場合は１とし、ｙ方向の変
位の絶対値が０より小さい場合で、ｙ方向の変位の絶対
値の逆数が小数値を持つ時は１を加算し、ｙ方向の変位
の絶対値の逆数における小数値が０の時はそのｙ方向の
変位の絶対値の逆数値とするよう構成したことを特徴と
する請求項１から請求項４のいずれかに記載の線分描画
装置。
【請求項６】ｘ軸方向に平行なピクセルの最大数を、
ｙ方向の変位の絶対値を２進数で表した時、小数部で１
になっている最も大きな桁の逆数とするよう構成したこ
とを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載
の線分描画装置。
【請求項７】ｘ軸方向に平行なピクセルの最大数を、
０からｙ方向の変位の絶対値を加算していき、１以上と
なるまでの回数とするよう構成したことを特徴とする請
求項１から請求項４のいずれかに記載の線分描画装置。