JP2011022685A - 描画装置および描画プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 ユーザの入力に対して迅速に追従し、かつ、滑らかな曲線を描画する。
【解決手段】 入力された複数の点列に基づいて、補間された点を生成して表示装置16の画面上に描画する描画装置10は、入力された点列を構成する各サンプル点の座標値を取得する点列データ取得部31と、取得されたサンプル点の数が、所定数のサンプル点が存在する場合に当該所定数のサンプル点に基づき補間された値を算出可能な補間・平滑化関数における前記所定数に達したときに、当該所定数のサンプル点の座標値に、前記補間・平滑化関数を適用して、補間された座標値を生成する補間・平滑化処理部33と、 表示装置16の画面上において補間された座標値に応答する位置に点を描画する描画処理部35手段と、を備える。
【選択図】 図3
Description
S(x)=ΣαiBi,K(x)
が利用される。より具体的には、与えられたデータ点(xi,yi)(i=0,1,・・・,N−1)に対して、 yi=S(xi)を満足するようなαiを決定する。αiを決定するには、入力された点列が確定している必要がある。したがって、スプラインを用いた補間においては、追従性が悪い、つまり、描画までに時間を要するという問題点があった。
入力された点列を構成する各サンプル点の座標値を取得する座標値取得手段と、
前記座標値取得手段により取得されたサンプル点の数が、所定数のサンプル点が存在する場合に当該所定数のサンプル点に基づき補間された値を算出可能な補間・平滑化関数における前記所定数に達したときに、当該所定数のサンプル点の座標値に、前記補間・平滑化関数を適用して、補間された座標値を生成する補間・平滑化手段と、
表示装置の画面上において、前記補間された座標値に応答する位置に点を描画する描画手段と、を備えたことを特徴とする描画装置により達成される。
前記補間・平滑化手段が、前記サンプル点における筆圧を示す値に、前記補間・平滑化関数を適用して、補間された筆圧を示す値を算出し、
前記描画手段が、前記補間された座標値が示す位置において、前記補間された筆圧を示す値に応じた大きさの点を描画するように構成されている。
入力された点列を構成する各サンプル点の座標値を取得する座標値取得手段、
前記座標値取得手段により取得されたサンプル点の数が、所定数のサンプル点が存在する場合に当該所定数のサンプル点に基づき補間された値を算出可能な補間・平滑化関数における前記所定数に達したときに、当該所定数のサンプル点の座標値に、前記補間・平滑化関数を適用して、補間された座標値を生成する補間・平滑化手段、並びに、
表示装置の画面上において、前記補間された座標値に応答する位置に点を描画する描画手段、として機能させることを特徴とする描画プログラムにより達成される。
前記補間・平滑化手段が、前記サンプル点における筆圧を示す値に、前記補間・平滑化関数を適用して、補間された筆圧を示す値を算出し、
前記描画手段が、前記補間された座標値が示す位置において、前記補間された筆圧を示す値に応じた大きさの点を描画するように構成されている。
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかる描画装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。図1に示すように、本実施の形態にかかる描画装置10は、CPU11、ROM12、RAM13、入力部14、補助記憶装置15、表示装置16、タブレット17を有する。
図3は、本実施の形態にかかる描画装置の機能ブロックダイヤグラム、図4は、本実施の形態にかかる描画装置において実行されるメインフローの例を示すフローチャートである。図3に示すように、描画装置10は、点列データ取得部31、補間処理部32、描画前処理部34および描画処理部35を有する。点列データ取得部31、補間処理部32、描画前処理部34において生成された種々のデータは、記憶部36に記憶される。
図5に示すように、点列データ取得部31は、タブレット17から、現在の時刻Tiにおけるタブレット17上のタブレットペン18の位置(サンプル点の位置)および筆圧を示す3次元の座標値(XTi,YTi,PTi)を取得する(ステップ501)。ここに、(XTi,YTi)はタブレットペン18の位置を示し、PTiは、タブレットペン18がタブレット17に与えている筆圧の大きさを示している。前回に取得した座標値(時刻Ti−1)の座標値(XTi−1,YTi−1,PTi−1)と、取得した座標値(XTi,YTi,PTi)が同一であれば(ステップ502でYes)、ステップ501に戻る。ステップ502でNoと判断された場合には、隣接する点との間の距離を算出する(ステップ503)。本実施の形態においては、ステップ501で得られた座標値(XTi,YTi,PTi)を、第k番の座標値(Xk,Yk,Pk)として、その位置(Xk,Yk)と、記憶部36に記憶された第(k−1)番の座標値(Xk−1,Yk−1,Pk−1)における位置(Xk−1,Yk−1)との間の距離を算出している。なお、サンプル点の位置は、ほぼ一定のサンプリング周期Δtごとに距離が取得されるため、取得された距離は、サンプリング周期Δtを単位時間とする速度と考えることもできる。たとえば、距離としてユークリッド距離を採用すれば、距離d(速度V)は、以下のように算出される。
なお、ユークリッド距離に限定されるものではなく、他の距離、たとえば、メトロポリタン距離などが採用されても良い。
点列データ取得処理(ステップ402)が終了すると、CPU11は、補間処理を実行する(ステップ403)。図6は、本実施の形態にかかる補間処理の例を示すフローチャートである。CPU11(補間処理部32)は、点列データを参照して、点列データに対して移動平均処理を施す。本実施の形態において、補間処理部32は、第k番の点の座標値(Xk,Yk,Pk)として、第(k−3)番の点の座標値(Xk−3,Yk−3,Pk−3)から第k番の点の座標値(Xk,Yk,Pk)の平均値を算出して、これを新たに第k番の点の座標値(Xk,Yk,Pk)とする。
Yk=(Yk−3+Yk−2+Yk−1+Yk)/4
Pk=(Pk−3+Pk−2+Pk−1+Pk)/4
なお、移動平均フィルタ処理は、点列の変化の度合いを小さくする、つまり、平滑化するために行なっているが、これは省略しても良い。
(K−1)次のB−スプラインを、Bi,K(x)とすると、以下のように定義される。
ここで、MK(x:qi,qi+1,・・・,qi+K)は、
yi=S(xi) (i=0,1,・・・,N−1)
を満足するような係数αiを算出することにより得ることができる。
Aα=y ただし、A、α、yは以下に示すものである。
本実施の形態においては、与えられたN個のデータ点を、曲線の形状を決める制御点として利用するいわゆるベジェ曲線の基底関数に、B−スプラインを利用する。この手法は、たとえば非特許文献2に開示されている。
補間処理(ステップ403)が終了すると、CPU11(描画前処理部34)は、描画前処理を実行する(ステップ404)。ステップ404においては、表示装置の画面上に表示すべき最終的な点列(描画対象点からなる点列)の座標値を算出する。図8は、本実施の形態にかかる描画前処理の例を示すフローチャートである。図8に示すように、描画前処理部34は、記憶部36に記憶された、4つの点(座標値((Xi−3,Yi−3,Pi−3)〜(Xi,Yi,Pi))から得られた補間された点の座標(xj,yj,pj)を読み出し、始点と終点とを特定する(ステップ801)。補間された点の座標において始点と終点はかならず描画するため、ステップ801において上記2点が特定される。次いで、描画前処理部34は、第j番の座標(xj,yj,pj)における位置(xj,yj)を参照し、第j−1番の座標(xj−1,yj−1,pj−1)における位置(xj−1,yj−1)との距離を算出する。ここでは、たとえば、ユークリッド距離
d=((xj−xj−1)2+(yj−yj−1)2)1/2
を算出すれば良い。
次に、描画処理(図4のステップ405)について説明する。本実施の形態において、描画処理は、上記描画対象点のデータを読み出して、描画対象点が示す位置(xj,yj)に、Dで示される大きさの点を描画する。すなわち、本実施の形態においては、描画対象点の間を、ある太さの線で結ぶのではなく、多数の描画対象点を、画面上に最適な間隔で描画することで曲線や直線を表す。これが従来の手法との大きな違いである。また、本実施の形態においては描画前処理が繰り返し実行される。したがって、それぞれの描画前処理において生成された描画対象点のデータが、順次、所定の透明度を持った点として、所定の色の濃さになるように重畳され、画面に表示される。たとえば、描画対象点に描画される色の濃さ(透明度)は予め定められる。また、この描画対象点は、それぞれ、前述したように、ドットの大きさDが対応付けられているため、描画対象点はそれぞれ筆圧に応じた大きさで描画される。
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
さらに、傾斜値と、描画のための要素(たとえば、筆圧と同様にドットの大きさであっても良いし、色やドットの濃度など他の要素であっても良い)とを対応付けることで、タブレットペンの傾斜に応じた描画が実現される。
Y(t)=ΣYiG(t)
P(t)=ΣPiG(t)
釣鐘型の関数であればガウス関数以外の関数も利用され得る。
Y(t)=ΣYiBi,K(t)
P(t)=ΣPiBi,K(t)
これによると、入力された点(サンプル点)を制御点として用いるため、補間された座標値からなる点列は、サンプル点を通らない。そこで、より好ましい実施の形態として、筆記速度が速く、点列がまばらになった際(点列を構成する点の間の距離dが大きくなった場合)にも、サンプル点に、より接近した位置に補間点列が計算されるように、以下のような数式を用いて補間・平滑化される座標値を算出しても良い。
Y(t)=w(d)ΣYiBi,K(t)
P(t)=w(d)ΣPiBi,K(t)
ここに、w(d)は、速度(距離)の関数値としての重みである。
11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 入力部
15 補助記憶装置
16 表示装置
17 タブレット
18 タブレットペン
31 点列データ取得部
32 補間処理部
33 補間・平滑化処理部
34 描画前処理部
35 描画処理部
36 記憶部
Claims (14)
- 入力された複数の点列に基づいて、補間された点を生成して表示装置の画面上に描画する描画装置であって、
入力された点列を構成する各サンプル点の座標値を取得する座標値取得手段と、
前記座標値取得手段により取得されたサンプル点の数が、所定数のサンプル点が存在する場合に当該所定数のサンプル点に基づき補間された値を算出可能な補間・平滑化関数における前記所定数に達したときに、当該所定数のサンプル点の座標値に、前記補間・平滑化関数を適用して、補間された座標値を生成する補間・平滑化手段と、
表示装置の画面上において、前記補間された座標値に応答する位置に点を描画する描画手段と、を備えたことを特徴とする描画装置。 - 前記描画手段が、前記表示装置の画面上に既に描画された点列に、前記補間・平滑化手段により生成された、補間された座標値に応答する位置の点を重ね合わせることにより描画するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の描画装置。
- 前記描画手段が、前記補間された座標値に応答する位置の点の所定の一部を重ね合わせるように構成されたことを特徴とする請求項2に記載の描画装置。
- 前記描画手段が、前記補間された座標値に応答する位置の点を所定の透明度にて重ねあわせるように構成されたことを特徴とする請求項2または3に記載の描画装置。
- 前記座標値取得手段が、前記入力された点列を構成するサンプル点における筆圧を示す値を取得し、
前記補間・平滑化手段が、前記サンプル点における筆圧を示す値に、前記補間・平滑化関数を適用して、補間された筆圧を示す値を算出し、
前記描画手段が、前記補間された座標値が示す位置において、前記補間された筆圧を示す値に応じた大きさの点を描画するように構成されたことを特徴とする請求項1ないし4の何れか一項に記載の描画装置。 - 前記座標値取得手段が、前記入力したサンプル点の所定範囲に他のサンプル点が存在する場合には、上記入力したサンプル点を、取得するサンプル点から除外するように構成されたことを特徴とする請求項1ないし6の何れか一項に記載の描画装置。
- 前記描画手段が、補間された座標値が示す点の所定範囲に、他の補間された座標値が示す点が存在する場合には、当該補間された座標値が示す点を描画対象から除外するように構成されたことを特徴とする請求項1ないし8の何れか一項に記載の描画装置。
- 入力装置および表示装置を備えたコンピュータにおいて、入力された複数の点列に基づいて、補間された点を生成して表示装置の画面上に描画するための描画プログラムであって、前記コンピュータを、
入力された点列を構成する各サンプル点の座標値を取得する座標値取得手段、
前記座標値取得手段により取得されたサンプル点の数が、所定数のサンプル点が存在する場合に当該所定数のサンプル点に基づき補間された値を算出可能な補間・平滑化関数における前記所定数に達したときに、当該所定数のサンプル点の座標値に、前記補間・平滑化関数を適用して、補間された座標値を生成する補間・平滑化手段、並びに、
表示装置の画面上において、前記補間された座標値に応答する位置に点を描画する描画手段、として機能させることを特徴とする描画プログラム。 - 前記描画手段が、前記表示装置の画面上に既に描画された点列に、前記補間・平滑化手段により生成された、補間された座標値に応答する位置の点を重ね合わせることにより描画するように構成されたことを特徴とする請求項10に記載の描画プログラム。
- 前記描画手段が、前記補間された座標値に応答する位置の点の所定の一部を重ね合わせるように構成されたことを特徴とする請求項11に記載の描画プログラム。
- 前記描画手段が、前記補間された座標値に応答する位置の点を所定の透明度にて重ねあわせるように構成されたことを特徴とする請求項11または12に記載の描画プログラム。
- 前記座標値取得手段が、前記入力された点列を構成するサンプル点における筆圧を示す値を取得し、
前記補間・平滑化手段が、前記サンプル点における筆圧を示す値に、前記補間・平滑化関数を適用して、補間された筆圧を示す値を算出し、
前記描画手段が、前記補間された座標値が示す位置において、前記補間された筆圧を示す値に応じた大きさの点を描画するように構成されたことを特徴とする請求項10ないし13の何れか一項に記載の描画プログラム。
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