JP2541539B2 - 図形処理装置 - Google Patents

図形処理装置

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JP2541539B2
JP2541539B2 JP62031023A JP3102387A JP2541539B2 JP 2541539 B2 JP2541539 B2 JP 2541539B2 JP 62031023 A JP62031023 A JP 62031023A JP 3102387 A JP3102387 A JP 3102387A JP 2541539 B2 JP2541539 B2 JP 2541539B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、直線や円の描画機能、三角形や矩形の塗り
つぶし、矩形領域中のメモリ・データを別の矩形領域に
転送するデータ転送機能などを有する図形処理装置に関
し、特に図形を描画する領域を制限するいわゆるクリッ
ピング機能を有する図形処理装置に関する。
〔従来の技術〕 一般にクリッピングとは、メモリ上で定義されたXY座
標によって規定される2点のビット(X1,Y1),(X2,Y
2)(但し、X1≦X2,Y1≦Y2)を対角線の端点とする矩形
領域(クリッピング・レクタングル)内(あるいは外)
だけに図形を描画することを許す機能をいう。
従来のクリッピング方式としては、つぎの2つが挙げ
られる。
第1は、プリクリッピングとよばれる方法で、これか
ら描画しようとする図形とクリッピング・レクタングル
の関係を数式的に解いて、クリッピング・レクタングル
内に含まれる図形を描出するものである。たとえば、ク
リッピング・レクタングルと交差する直線ABを描画する
場合、この直線とクリッピング・レクタングルの交点
A′,B′を求めて、実際に描画される直線A′B′だけ
得る方式である。
第2は、描画を行う図形の1ドットに対応するメモリ
上のXY座標をドット毎に各々計算し、これらを逐次クリ
ッピング・レクタングルの対角線の端点の座標と比較
し、描画を行おうとするドットが描画不可領域に含まれ
た場合に描画を無効とする方法である。
〔発明が解決しようとしている問題点〕
前述した従来のクリッピング方式は、以下に述べる欠
点があった。
まず前者のプリクリッピングは、直線や円などの図形
とクリッピング・レクタングルの交点を求めるための前
処理に乗算や除算を含む複雑な演算が必要である。描画
不可領域は描画しなくてすむため、実際の描画について
は高速に実行できるが、前処理のために非常に長い時間
が要求されるという欠点と、高速に乗除算を実行できる
ハードウェアを必要とするため非常に高価なグラフィッ
クス装置になってしまうという欠点がある。
一方、後者の方法は、直線,円など1ドット単位で描
画座標点を計算して行くような線図形には適している
が、矩形領域の如き平面図形の処理には不便で、とくに
ある矩形領域中のデータを別の矩形領域に転送するいわ
ゆるBITBLT(BITB Lock Transfer)などのように、ワー
ド単位で複数ドットを同時に処理した方が高速処理でき
る処理には利用できなかった。従って、この方法を採用
した図形処理装置では、BITBLTも1ドット単位でおこな
わざるをえないため処理速度が極めて遅いという欠点が
あった。例えば、メモリ上のある矩形領域をクリッピン
グ・レクタングルと重複する矩形領域へ移し、その重複
部分だけを描画する場合、矩形領域の移動を1ビット毎
行なわなければならない。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、1ドット単位および1ワード単位の両方の
処理において高速クリッピング処理を実現させるため、
クリッピング用マスク情報と描画マスク情報とを夫々独
立に生成するという概念を導入することにより、従来の
欠点を除去し処理速度を大幅に短縮した図形処理装置を
提供するものである。
クリッピング用マスク・データの生成は、次のような
シーケンスで実現される。まず、クリッピング・レクタ
ングルを対角線の2端点により定義する。実際の描画は
描画許可領域,描画不可領域に無関係に行う必要はある
が、描画を行う各ワードの先頭ドットのXY座標を示すワ
ードアドレスとクリッピング領域の端点(右端と左端)
のXY座標を示す両ワードのワードアドレスを逐次比較
し、その比較結果によって描画するワードのうちどのビ
ットの処理を行うかを定めるクリッピング・マスク情報
を生成する。そのクリッピング・マスク情報と、別に生
成した描画マスク情報とを基にして実際にメモリに書込
むデータを生成するのである。
本発明の図形処理装置は、メモリ上の各ビットにXY座
標を定義し、前記メモリ上にワード単位で描画を行う図
形処理装置において、描画対象部分に含まれる各ワード
のワードアドレスを逐次発生する座標演算手段と、XY座
標上に(X1,Y1)で示される第1の点と(X2,Y2)で示さ
れる第2の点(但し、X1≦X2,Y1≦Y2)を対角線の端点
とする矩形領域を定義し、前記第1の点を有するワード
のワードアドレスおよび前記第2の点を有するワードの
ワードアドレスを前記座標演算手段から発生された描画
すべきワードのワードアドレスと比較することにより前
記描画すべきワードが前記矩形領域の内か外かあるいは
前記矩形領域の境界を含んでいるかを判定する比較手段
と、前記比較手段からの比較結果によって、前記描画す
べきワードの中のどのビットに対し処理を行うかを指定
する第1のマスク情報を生成する第1のマスク生成手段
と、前記描画すべきワードの前記描画対象部分における
位置に応じて前記描画すべきワードの中のどのビットに
対し処理を行うかを指定する第2のマスク情報を生成す
る第2のマスク生成手段と、前記描画すべきワードの中
の前記第1および第2のマスク情報の両方により指定さ
れたビットに対し描画処理を行う手段とを備えている。
〔実施例1〕 次に本発明の第1の実施例について図面を参照して詳
細に説明する。
第1図は第1の実施例の図形処理装置の主要なブロッ
クを示す図、第3図はクリッピング・レクタングルとデ
ータ転送領域を示す図、第4図はクリッピング・マスク
の生成条件を示す図、第5図は描画マスクの生成条件を
示す図である。
最初に、第3図を用いてデータ転送処理時のクリッピ
ングについて説明する。第3図は、メモリ上に定義した
XY座標平面上のクリッピング・レクタングルとテーブル
転送領域の1例を示したものである。クリッピング・レ
クタングルとして、点(Xmin,Ymin)と(Xmax,Ymax)を
対角線の端点とする長方形を定義する。また、データ転
送領域は、点(Xs,Ys)と(Xe,Ye)を対角線の端点とす
る長方形でクリッピング・レクタングルの一部と斜線部
で重複している。クリッピング・レクタングルの左端は
ワード境界からLEFT分ずれており、右端はRIGHT分ずれ
ている。データ転送領域もその左端はワード境界からDS
分ずれており、右端はDE分ずれている。この例では、デ
ータ転送領域と同一形状の別の矩形領域のデータを図示
データ転送領域にブロック転送し、クリッピング・レク
タングルと重複する斜線部にのみ転送されたデータが書
込まれる。なお、本実施例では1ワードのビット数を16
ビットとし、データ転送はワード単位で行われる。
次に、上記のようなクリッピングを実現するためのハ
ードウェア回路について第1図をもとに説明する。第1
図に於いて、1は描画マスク演算回路、2はクリッピン
グ比較回路、3はXY座標演算回路、4はマスク・パター
ンROM、5はAND回路、6はメモリ・データ演算回路、7
はクリッピング・マスク・レジスタ、8,9はマルチプレ
クサ、10〜13はそれぞれ4ビットのパラメータ・レジス
タ、14は選択制御回路、30〜34は制御信号線、35〜40は
データ・バスである。これらの各機能は以下の動作説明
により明らかになるであろう。
まず、第1にクリッピング・マスク生成について説明
する。クリッピング・マスクは次の4つの処理を行うこ
とによって作成される。
1) XY座標演算回路3に於いて、次に描画を行うべき
ワード(データ転送されるべき領域のワード)の先頭ビ
ット(ワードアドレス))のXY座標の計算を行う。X座
標は直前のX値に16を加えることによって計算する。Y
座標は水平方向においては変化がなく、垂直方向に対し
て+1される。XY座標演算回路は加減算回路でよい。
2) クリッピング比較回路2に於いて、あらかじめ設
定されたクリッピング・レクタングルの座標値(Xmin,Y
min),(Xmax,Ymax)と、XY座標演算回路3からデータ
・バス35に出力されたX,Y両座標値とを用いて次のよう
な4種類の演算を行う。
Y−Ymin,Y−Ymax, X−Xmin,X−Xmax 各演算結果によって、それぞれの大小関係を示す信号を
信号線31に出力する。なお、ワード単位でデータ転送し
ているため比較もワード単位で行なう方がよい。従っ
て、Xmin,Xmaxについてはその下位4ビットを“0000"と
し、(Xmin,Ymin),(Xmin,Ymax),(Xmax,Ymax),
(Xmax,Ymin)を夫々仮想的に点A,B,C,D(第3図)に定
めている。
3) 選択制御回路14は、信号線31上の信号をもとにマ
ルチプレクサ8および9の選択信号を生成し、夫々信号
線33,34に出力する。
4) 選択信号によって、クリッピング・マスクの左端
ビット位置情報および右端ビット位置情報を決定し、そ
れらをアドレス線36および37に出力してマスク・パター
ンROM4をアクセスする。ビット位置情報の決定方法につ
いては後で述べる。ROM4から読出されたデータはクリッ
ピング・マスクデータとしてデータ・バス38を介してク
リッピング・マスク・レジスタ7にラッチされる。ラッ
チ信号は、2)の演算結果が出力された次のサイクルで
クリッピング比較回路2から信号線32を介して供給され
る。
クリッピング・マスク情報はクリッピング・レクタン
グルによって規定された描画許可領域と描画不可領域と
を示す情報である。従って、クリッピング・レクタング
ルのXmin,Xmax,Ymin,Ymaxとデータ転送先領域の各ワー
ドの先頭アドレスを示す座標値とを比較して、転送先領
域の各ワードがクリッピング・レクタングルの内か外か
をワード単位でチェックし、クリッピング・レクタング
ルによって定められた描画許可領域内に存在するドット
に対してのみ描画許可情報(本実施例では“1")を与
え、描画不可領域に存在するドットには描画不可情報
(本実施例では“0")を与える。例えば、第3図ではク
リッピング・レクタングルの内側を描画許可領域、外側
を描画不可領域と定めているので、クリッピング・レク
タングル内の座標値に対してはマスク情報として“1"が
与えられ、それ以外の座標値に対しては“0"が与えられ
る。
さらに、ワード単位で処理を行なっているので、クリ
ッピング・レクタングルのXminおよびXmax座標値がワー
ドの先頭座標値と一致しない場合がある。これに対して
はその補正が必要である。かかる補正を行なうためにク
リッピング・レクタングルの左端ビット位置情報
(Xmin)が、これを含むワードの先頭座標値
(X′min)(第3図では直線ABによって定められるX
座標値(下位4ビットはすべて“0")から何ビットずれ
ているかを示す数値の2進コード(LEFT)がパラメータ
レジスタ11に予め設定されている。クリッピング・レク
タングルの右端ビット位置情報(Xmax)については、こ
れを含むワードの先頭座標値(X′max)に対しそのず
れを示す数値の2進コード(RIGHT)が予めパラメータ
レジスタ13に設定されている。
XY座標演算回路3によって作成される転送先領域の各
ワードの先頭座標値とクリッピング・レクタングルの境
界座標との比較は第4図に示す条件に基いて行われる。
比較回路2は第6図に示されており、転送先領域の各ワ
ードの先頭座標を作成するXY座標演算回路3から出力さ
れるX,Y各座標がレジスタ60に格納される。一方、クリ
ッピング・レクタングルを規定するXmin,Xmax座標はレ
ジスタ61に、Ymin,Ymax座標はレジスタ62に夫々予め格
納されている。ここでは、1ビット座標は16ビットで指
定されるため、比較回路64は夫々16ビットの2入力端
(A,B)を有している。A入力端にはレジスタ60から転
送先領域の各ワードの先頭座標が入力される。一方、B
入力端にはマルチプレクサ63によって選択された方のレ
ジスタの内容が入力される。比較はまずずれのないY座
標から先に行われる。Y座標については、レジスタ60か
ら出力されたY座標とレジスタ62から出力されたY座標
(Ymin,Ymax)とが比較される。X座標については、XY
座標演算回路3によって作成される各ワードの先頭X座
標はその4ビットが必ず“0000"である(ワード内のビ
ット位置が下位4ビットで指定される故)から、レジス
タ61からは下位4ビットを除く上記12ビットだけが出力
され、下位4ビットには全て“0"が付加されてマルチプ
レクサ63に入力される。こうすることによって、比較回
路64はX座標に対して実質的に上位12ビットの比較を行
なうだけでよい。
今、レジスタ60から出力されるY座標がレジスタ62か
ら出力されるYmin座標およびYmax座標に対して第4図の
ようにY<YminあるいはY>Ymaxとなる時は、転送先領
域のワードの全ビットがクリッピング・レクタングルの
外にあるため、X座標の比較せずともクリッピング・マ
スク情報(16ビット)はすべて描画不可情報(オール
“0")となる。
さらに、Y≧YminおよびY≦Ymaxの場合はY座標に関
してはクリッピング・レクタングル内に存在するため、
X座標の比較がY座標に続いて行なわれる。結果は次の
様になる。
(1) X>X′minかつX<X′maxの時: 転送先領域のワードの全ビットがクリッピング・レク
タンブル内に存在するので、クリッピング・マスク情報
はすべて描画許可情報(オール“1")となる。
(2) X=X′minかつX<X′maxの時: 転送先領域のワードがフリッピング・レクタングルの
左端を含むため、その補正値(LEFT)を用いてワードの
先頭からLEFTによって規定されるビットが描画不可情報
(“0")となり、それ以降は描画許可情報(“1")とな
る。
(3) X>X′minかつX=X′maxの時: 転送先領域のワードがクリッピング・レクタングルの
右端を含むため、その補正値(RIGHT)を用いてワード
の先頭からRIGHTによって規定されるビットが描画許可
情報(“1")それ以降が描画不可情報(“0")となる。
(4) X=X′minかつX=X′maxの時: 転送先領域のワードがクリッピング・レクタングルの
左端と右端の両方を含むため、ワードの先頭からLEFTに
よって規定されるビットが描画不可情報(“0")、ワー
ドの先頭からRIGHT−LEFTによって規定されるビットが
描画許可情報(“1")、それ以降が描画不可情報
(“0")となる。
(5) X<X′minあるいはX>X′maxの時: 転送先領域のワードの全ビットがクリッピング・レク
タングルの外にあるため、すべて描画不可情報(“0")
となる。
以上のようにしてクリッピング・マスク情報を作成で
きるが、これをランダムロジック回路で作成するとハー
ドウェア回路が非常に複雑になるので、本実施例ではテ
ーブルメモリを用いてクリッピング・マスク情報の作成
を簡易化している。テーブルメモリとしてマスクROM4
(第1図)を用いる。
第1図に戻って、マスク・パターンROM4にはマルチプ
レクサ8の出力(4ビット)がアドレス線36を介して上
位アドレスとして入力され、マルチプレクサ9の出力
(4ビット)がアドレス線37を介して下位アドレスとし
て入力される。この実施例では1アドレスが8ビットか
らなり、256個のパターン(前述したクリッピング・マ
スク情報と後述する描画マスク情報が含まれる)が予め
記憶されている。1パターンは16ビットからなる。クリ
ッピング・マスク情報は第4図に示すように、クリッピ
ング・レクタングルより外側のワードはいずれもオール
“0"、すべてが内側のワードはいずれもオール“1"であ
るから、オール“0"およびオール“1"は夫々共通のアド
レスでアクセスできるように、本実施例ではアドレスの
上位4ビットが“1111"=(15)、下位4ビットが“000
0"=(0)の時、クリッピング・マスク情報としてオー
ル“0"が、上位4ビットのアドレスが“0000"=
(0)、下位4ビットのアドレスが“1111"=(15)の
時クリッピング・マスク情報としてオール“1"が読出さ
れるようにアドレスを割り付けている。転送先領域のワ
ードがクリッピング・レクタングルの左端のみを含む場
合(X=X′min)はアドレスの上位4ビットをLEFTと
し、下位4ビットを“1111"=(15)とする。また、右
端のみを含む場合(X=X′max)アドレスの下位4ビ
ットをRIGHTとし、上位4ビットを“0000"(=0)とす
る。左端と右端との両方を含む場合はアドレスの上位お
よび下位を夫々LEFT,RIGHTとする。描画許可情報および
不可情報はLEFT,RIGHTの数によって予め定まるので、こ
れをテーブル化してROM4に記憶しておけばよい。この結
果、任意のクリッピング・レクタングルに対して所望の
クリッピング・マスク情報が得られる。
次に、描画マスク情報の作成について説明する。描画
マスク情報はデータ転送先の各ワードが座標(Xe,Ye
と(Xs,Ys)を対角線の頂点とするデータ転送先の矩形
領域内にあるか否かを識別するためのマスク情報であ
る。描画マスク情報の生成は次の3つの処理によって行
われる。
1) 描画マスク演算回路1に於いて、データ転送領域
のX方向のワード数は解っているので、同領域からのワ
ード転送がX方向に進む毎にその転送数を計数すること
により、転送されるワードが第1ワードであるか、最終
ワードであるか、それら以外のワードであるかを検出
し、検出信号を信号線30に出力する。
2) 選択制御回路14は、検出信号をもとにマルチプレ
クサ8および9の選択信号を生成し、信号線33および34
に出力する。
3) 選択信号によって、描画マスクの左側ビット位置
情報および右端ビット位置情報を決定し、それらをアド
レス線33,34に出力してマスク・パターンROM4をアクセ
スする。ROM4からは描画マスク・データが読出され、デ
ータ・バス38に出力される。
本実施例では、描画マスク情報は第3図の(Xs,
Ye),(Xs,Ys),(Xe,Ys),(Xe,Ye)を頂点とする
矩形領域に対して求められる。データはワード単位で転
送されるので、描画マスク情報もクリッピング・マスク
情報と同様にワード単位で作成される。従って、データ
転送先領域を規定するX座標Xs,Xeの下位4ビットを夫
々“0000"とし、第3図のEFGHによって定義される仮想
矩形領域がデータ転送先領域の各ワードの先頭座標と比
較される。描画マスク情報は水平方向における先頭ワー
ドと最終ワードだけがデータ転送先領域の右端と左端に
またがる可能性があり、それ以外のワードはすべてデー
タ転送先領域内に包含されるため、描画マスク演算回路
1は転送先のワードが各水平方向に対して先頭か最終か
それともその中間かを検出するだけでよい。検出結果、
先頭ワードの場合、補正値DSが予め格納されているパラ
メータレジスタ10が選択され、最終ワードの場合補正値
DEが予め格納されているパラメータレジスタ12が選択さ
れる。先頭ワードに対しては、第5図に示されるように
アドレスの上位4ビットがDS,下位4ビットがオール
“1"(=15)となる。最終ワードに対してはアドレスの
上位4ビットがオール“0"(=0)、下位4ビットがDE
となる。また、中間ワードの場合は、オール“1"となる
のでクリッピング・マスク情報のオール“1"と同じアド
レス(上位4ビットがオール“0",下位4ビットがオー
ル“1")が選ばれる。この結果、マスク・パターンROM4
から読み出されたパターンは描画マスク情報として信号
線38を介してAND回路5に送られる。
以上のようにして、転送される各ワードに対して夫々
ワード単位でクリッピング・マスク情報と描画マスク情
報が生成され、AND回路5において対応するビット同志
のAND演算が行なわれる。AND演算の結果その出力が“1"
となったビットが第3図の斜線内のビットであり、その
ビットに対応する転送先データのビットのみがメモリ・
データ演算回路によって転送先のデータと置換される。
すなわち、メモリ・データ演算回路6では、データ・バ
ス40を介して入力した転送先データと転送先データを、
AND回路5から信号線39を介して印加される最終的なマ
スク・データをもとに処理してデータ・バス40に出力す
る。本実施例では、マスク・データ16ビットのうち、
“1"であるビット位置についてのみ、転送元データを転
送先データに置き換えるようにしている。この結果、第
3図の斜線部のみのデータを書き換えることができる。
以上により、ワード単位で描画を行う際のクリッピン
グが高速かつ容易に実現できるのである。
〔実施例2〕 次に本発明の第2の実施例について図面を参照して説
明する。
いままでの説明では、描画許可領域はクリッピング・
レクタングルの内側を指していたが、第2の実施例はク
リッピング・レクタングルの外側を描画許可領域に指定
するものである。
第2図は第2の実施例の図形処理装置の主要なブロッ
クを示す図である。第2図は、第1図とほぼ同じである
が、クリッピング・マスク・レジスタの入力が2系統に
なっており、データ・バス38のマスク・データをそのま
ま入力するか、反転回路52で反転して入力するかを選択
するマルチプレクサ50と、その選択信号51が追加されて
いる。
動作は、ほぼ第1の実施例と同じであり、描画許可領
域をモード指定の選択信号51で切り換えることによっ
て、反転回路52の出力をクリッピング・マスク情報とす
れば、第3図のクリッピング・レクタングルの外側が描
画許可領域となる。
〔発明の効果〕
以上の説明で明らかなように、クリッピングのための
マスク・データを本来の描画マスクと独立に生成するこ
とにより、ワード単位での高速描画を実現することがで
きる。又、描画不可領域と描画許可領域の指定も簡単で
あり、クリッピング・レクタングルの内側/外側いずれ
をも描画許可領域とすることができる。
なお、実施例では、描画機能としてデータ転送機能を
とりあげて説明したが、本発明の主旨は描画の種類には
制限されないものである。また、直線や円等ドット単位
の描画については、第6図で示したような、クリッピン
グ座標値の下4ビットの補正をしないような選択回路を
設ければ、他はワード描画の場合と全く同じ動作でクリ
ッピングを実現できることは明白である。さらに、クリ
ッピング・マスク情報と描画マスク情報とを別々のROM
で生成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示すブロック図、第2
図は本発明の第2の実施例を示すブロック図、第3図は
クリッピング・レクタングルとデータ転送領域を示す
図、第4図はクリッピング・マスク情報の生成条件を示
す図、第5図は描画マスク情報の生成条件を示す図、第
6図はクリッピング比較回路2のブロック図である。 1……描画マスク演算回路、2……クリッピング比較回
路、3……XY座標演算回路、4……マスク・パターンRO
M、5……AND回路、6……メモリ・データ演算回路、7
……クリッピング・マスク・レジスタ、8,9……マルチ
プレクサ、10〜13……4ビットのパラメータ・レジス
タ、14……選択制御回路、30〜34……制御信号線、35〜
40……データ・バス、50……マルチプレクサ、51……選
択信号。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メモリ上の各ビットにXY座標を定義し、前
    記メモリ上にワード単位で描画を行う図形処理装置にお
    いて、描画対象部分に含まれる各ワードのワードアドレ
    スを逐次発生する座標演算手段と、XY座標上に(X1,
    Y1)で示される第1の点と(X2,Y2)で示される第2の
    点(但し、X1≦X2,Y1≦Y2)を対角線の端点とする矩形
    領域を定義し、前記第1の点を有するワードのワードア
    ドレスおよび前記第2の点を有するワードのワードアド
    レスを前記座標演算手段から発生された描画すべきワー
    ドのワードアドレスと比較することにより前記描画すべ
    きワードが前記矩形領域の内か外かあるいは前記矩形領
    域の境界を含んでいるかを判定する比較手段と、前記比
    較手段からの比較結果によって、前記描画すべきワード
    の中のどのビットに対し処理を行うかを指定する第1の
    マスク情報を生成する第1のマスク生成手段と、前記描
    画すべきワードの前記描画対象部分における位置に応じ
    て前記描画すべきワードの中のどのビットに対し処理を
    行うかを指定する第2のマスク情報を生成する第2のマ
    スク生成手段と、前記描画すべきワードの中の前記第1
    および第2のマスク情報の両方により指定されたビット
    に対し描画処理を行う手段とを備える図形処理装置。
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