JP2619547B2

JP2619547B2 - 図形の表示方法

Info

Publication number: JP2619547B2
Application number: JP2064228A
Authority: JP
Inventors: 岩村　　一昭; 野本　　安栄; 芳三伊藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1997-06-11
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JPH03266086A; US5172102A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は地図情報処理装置のような図形情報処理装置
及び方法、及び図形表示を画面上スクロールする方法に
関する。

〔従来の技術〕

地形図，街路図等を電子化情報として記憶させてお
き、CRT等の表示器に図形表示させるものにおいて、表
示範囲を連続的に移動させる場合がある（このような操
作をスクロールと呼ぶ）。

図形のスクロール法に関しては例えばJ.D.Forly/A.VA
N DAM著、今宮淳美訳の“コンピユータグラフイツク
ス”において論じられている。すなわち、グラフイツク
デイスプレイのフレームメモリに図形データを格納し、
表示部分の変更のたびに、リフレツシユを伴うフレーム
メモリのアクセスと、画面のリフレツシユを繰り返すこ
とによつてスクロールを行うものである。

また、特開昭62−180473号には、大容量のフレームメ
モリを設け、図形フアイルが複数に分かれていても、図
形全体をまとめてフレームメモリに格納してスクロール
を行うことが開示されている。これによつて、各図形領
域の限界をある範囲までは意識せずにスクロールを行う
ことができるとされている。

また、特開平１−62769号には、指定された表示領域
内にある図形データのデータ量に応じて、表示すべき図
形データの階層数を決定することによつて表示する図形
量をコントロールすることが開示されている。これによ
つてスクロールを速く行うことが可能になるとされてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記したスクロール方式においては、フレームメモリ
に展開された図形を表示・スクロールするものである。
従つて図形量が多くなるとリフレツシユに時間が掛つて
いた。特開平１−62769号は、表示する図形数を少なく
してフレームメモリのアクセス時間を低減しているが、
図形の表示領域を広くすると図形の量はやはり多くな
る。これを避けるためには、さらに図形を消去すること
になるが、そうすると表示しておきたい図形も消去され
てしまうことも起こり、不都合が生ずる。また、この種
装置においては、高速スクロールを可能とすることも大
切であるが、同時に、スクロール時及びその前後の画面
をオペレータにとつて見易くするということも重要な課
題である。更に、スクロール時の操作性を向上させるこ
とも、重要な課題である。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、次のようにして解決される。すなわち、
同じ表示対象について詳細さの異なる（異精度）の複数
の電子図面を用意し、スクロール時には精度の低い、従
つてデータ量の少ない電子図面を用いる。

すなわち精度Ａの図面が表示されている状態で画面操
作により表示領域が広くなる場合は、ある表示領域にな
ると異なる精度Ｂ（Ａ＞Ｂ）のデータを画面上重ねて表
示する。そして精度Ａのデータの輝度を所定の関数に従
つて少しずつ低くして行く。精度Ｂの図面が表示されて
いる状態で表示領域が狭くなる場合は、ある表示領域に
なると、精度Ａ（Ａ＞Ｂ）のデータを重ねて表示する。
最初は精度Ａの図形の輝度は低くしておき、表示領域が
広くなると、精度Ａのデータの輝度を所定の関数に従つ
て少しずつ高くして行く。また異精度の図面は常にフレ
ームメモリ上に常駐するのではなく、必要になるときに
フレームメモリに登録される。また必要としないときは
フレームメモリから消去される。

三次元図形を表示するときは、視点変換を行つて図形
データの表示形態をかえて高さ情報を表示する。そして
スクロールするときは高さ情報を消去する。そしてこの
状態で図形データをスクロールする。そしてスクロール
が終了すると三次元表示を行う。

〔作用〕

輝度を漸次変える処理によつて異精度の図形の表示切
換をスムーズに行うことができる。表示領域が広がつて
も、精度Ａの図形のデータ量と比較して精度Ｂ（Ａ＞
Ｂ）の図形のデータ量は少ないためスクロールは高速化
される。三次元表示をするときは斜方変換など視点変換
を行うことによつて図形データの表示形態をかえて高さ
情報を表示する。そしてスクロールするときは三次元表
示を解除し、表示形態の変わつた二次元の図形データを
スクロールする。そしてスクロールが終ると三次元表示
を回復する。視点変換による図形でスクロールするた
め、三次元表示をスムーズにかつ高速に行うことができ
る。さらに三次元表示によるデータ量増大をスクロール
時には抑えることができるため、スクロールは高速化さ
れる。

上記の異精度図形の切換，三次元図形の二次元化，視
点変換等は、それらに関するパラメータを表示図形の状
態に応じて計算，設定するようにされているので、オペ
レータの操作性が向上する。

〔実施例〕

図形データのスクロールは次のようにして実行する。
まず図形データをデイスプレイのフレームメモリに一た
ん格納する。そして画面に表示される地図に対応する電
子地図上に設定された座標と画面上の座標との対応関係
を更新しながら繰返しリフレツシユ操作を行い、フレー
ムメモリ内のデータをアクセスしてビデオ信号に変換し
表示する。

スクロールというと通常考えられるのは、第２図
（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示すように、画面に表示す
る領域を移動させることである。第２図で21は通路、22
は建物を示す。しかし表示倍率を変えながら表示して行
くスクロールもある。本明細書では表示範囲の移動に対
応する第２図のようなスクロールを水平スクロールと呼
ぶ、表示範囲の拡大，縮小に対応するスクロールを垂直
スクロールと呼ぶ。垂直スクロールを続けると同精度の
条件下では表示すべき図形の量は多くなる。そのためア
クセスするフレームメモリ内の図形データの量が多くな
るため、表示速度が遅くなりスクロール速度が低下す
る。そこで図形を間引くことが提案されているが、地図
に書かれた図形を扱うような場合では、かなりの量の図
形を間引くことが必要であり、重要な図形データが残ら
なくなるという問題が出てくる。これを避けるために、
本実施例では異なる精度の図形を交換しながら垂直スク
ロールを行うことが必要になる。ここで、精度とは、同
一対象を表示するのに必要な情報、データ量の大小を言
い、例えば地形図では、等高線の密なものは高精度、粗
なものは低精度である。また、画面上表示はさせるが、
その形態を変える場合もある。例えば地図で一戸一戸を
示すのは高精度であり、市街を一括矩形で示すのは低精
度である。これにより、重要な情報を削除せずに残しつ
つ、データ量が小さくされる。

垂直スクロールの実施例図面を第１図に示す。ここで
は地形図を例にしている。最初は精度Ａの図形が表示さ
れているとする（第１図（ａ））。垂直スクロールは表
示画面の中心を基準にして行つている。この図形データ
はフレームメモリに格納されている。そして画面上表示
される範囲を拡大して、フレームメモリに入つていた図
形の大きさが表示領域を下回る直前に精度Ｂの図形をフ
レームメモリに転送する。そして表示領域が精度Ａの図
形データの範囲を越えたところで精度Ｂの図形を表示す
る（第１図（ｂ））。

精度Ｂの図形を表示した後、精度Ａの図形データ輝度
を減少させて行く。このとき精度Ａの図形と精度Ｂの図
形が厳密には重ならないところや精度Ａの図形には含ま
れるが、精度Ｂの図形には含まれない図形があるが、表
示範囲を拡大していくにつれその輝度は減少し、最後に
は見えなくなるため問題としない。

精度Ａの図形の表示範囲がデイスプレイの表示範囲の
ある大きさ以下（例えば1/2以下の大きさ）になつたと
ころで精度Ａの図形データを消去する（第１図
（ｃ））。画面から消去されたところで精度Ａの図形デ
ータをフレームメモリから消去する。最後はこのように
して精度Ｂの図形データのみが表示される。

第１図（ａ）では精度Ａの図形で表現される等高線11
と川12が書かれているが、第１図（ｃ）では、精度Ｂの
図形が表示されるために、等高線は間引かれ、また川の
パターンも二条表示から一条表示に変換されている。同
じように都市のようなパターンも精度が高いときは、個
々の家が表示されるが、精度が粗くなると都市の枠の表
示に変わる。第１図（ｂ）では精度Ａの図形と精度Ｂの
図形が同時表示されるため、一時的に図形データの量は
増えるが、第１図（ｃ）では精度Ｂのみの図形となり、
同じ領域で精度Ａの図形を表示したときよりもデータ量
は低減する。これによつて、第１図（ｃ）から行う水平
スクロールの速度を早くすることができる。精度Ａの図
形データの輝度を徐々に下げて行くことによつて異精度
間の垂直スクロールを滑らかに行うことができる。この
間にオペレータは、キーボードなどのI/Oデバイスを使
つて表示範囲を拡大する操作だけをする。必要な制御は
アルゴリズムとしてプログラムに書かれている。垂直ス
クロールを行うためのアルゴリズムを以下に示す。

step1 デイスプレイ表示範囲Ｒの計算を行い、デイスプレイ
に対して範囲定義を行う。

step2 精度Ａの図形データの定義範囲ｒについてｒ≧Ｒの場合 step5へ行く。

ｒ＜Ｒの場合精度Ｂの図形をフレームメモリにロード
する。

step3 精度Ａの図形データの輝度を指定の関数に従つて変更
する。

step4 画面上輝度が０になる表示範囲が設定された時点で、
精度Ａの図形をグラフイツクのフレームメモリから消去
する。これによつて精度Ｂの図形のみが表示される。

step5 グラフイツクのリフレツシユを行い、スクロールを実
行する。

step6 step1へ行く。

輝度の調整は、第３図に示すような関数に従う。横軸
はr/R、縦軸は輝度であり、関数はr/Rに対して非減少関
数になるように構成する。

このようなスクロールは、表示範囲を縮小する方向で
行うこともできる。このような操作は、水平スクロール
を終わり、元の状態に戻す場合、スクロールの途中で本
来の画面表示を見たい場合に必要となる。これは上の処
理を逆に行えば良い。最初は精度Ｂの図形が表示されて
いる（第１図（ｃ））。この図形データは最初にフレー
ムメモリに格納されている。そして表示領域を縮小し
て、精度Ａの図形データの表示範囲内が、デイスプレイ
の表示範囲に対してある大きさになつたところで精度Ａ
の図形データをフレームメモリに転送し表示する（第１
図（ｂ））。このとき精度Ａの図形データの輝度はr/R
値が小さいため、第３図に示す関数に従つて低い状態に
ある。表示範囲が精度Ａの図形データの範囲になつたと
ころで輝度を回復させる（第１図（ａ））。このとき精
度Ｂの図形データをフレームメモリから消去する。最後
はこのようにして精度Ａの図形データのみが表示され
る。

垂直スクロールと水平スクロールの関係を第４図に示
す。ここでは地形図によつて例示している。そして精度
Ａ→精度Ｂ→精度Ｃに向かうにつれて等高線は間引かれ
ている。図中の水平方向の矢印は水平スクロールを示
し、垂直方向の矢印は垂直スクロールを示す。オペレー
タの操作の自由度を高め、スクロール時間の短縮を考え
ると、矢印列a₁→b₁→c₁→d₁のような水平スクロールと
垂直スクロールを別々に行うのでは十分ではなく、垂直
スクロールを行いつつ水平スクロールを行うことが必要
になる。これは矢印列a₂→b₂によつて示される。実際の
表示イメージを第５図に示す。第５図（ａ）から第５図
（ｂ）への移行は矢印a₂に対応する。第５図（ｂ）から
第５図（ｃ）への移行は矢印b₂に対応する。a₂,b₂のよ
うな斜め方向の矢印をクロススクロールと呼ぶことにす
る。精度Ｂの図形によつて広範囲な領域を表示すること
ができる。そのためクロススクロールは、広い範囲を早
くスクロールして目的地に到達したいときに有効であ
る。

本発明を実現するハードウエアの構成例を第６図に示
す。計算機601はキーボード，マウス，ジヨイステイク
のようなI/Oデバイス603から来る制御信号を入力キー判
定手段610により解釈してスクロール方向を決めたり、
表示データのフレームメモリ転送など全体の制御を行う
スクロール制御手段611を有する。メモリ装置602にはス
クロール・プログラム、図形データが格納される。外部
データ格納装置605には、図形データが格納されており
必要とするときに読みだされる。表示データはフレーム
メモリ607に格納される。そしてグラフイツク制御装置6
06によつて必要な領域の図形データがビデオ信号発生装
置608でビデオ信号に変換され表示デバイス609に表示さ
れる。

図形のスクロールは、図形データが高さ情報を持つ場
合には、二次元表示のみで考えるだけではなく、三次元
表示で考える必要がある。このようなスクロールを住宅
地図を用いて第７図に示す。第７図（ａ）はスクロール
を開始する直前の状態であり、建物のデータが三次元表
示されている。第７図（ｂ）はスクロールを行つている
状態であり、三次元データは消去されて二次元の地図が
表示される。この状態で、上述した水平方向のスクロー
ル等を行う。第７図（ｃ）は（ｂ）におけるスクロール
を中止し、再び三次元表示がスクロール後の表示の範囲
内で復元されている場合を示す。このように、本実施例
ではスクロール時には三次元表示を行わず、地形図のう
ち高さ方向の表示を消除した状態でスクロールを行うこ
とを示している。三次元表示の状態でスクロールをおこ
なうと、表示のためのデータ量が多くなるため、スクロ
ールが遅くなるという問題がある。そのため本実施例で
は、スクロールは高さ情報の表示を消去して行い、スク
ロールが終了すると三次元の復元を行う。同様の効果
は、高さ情報のみならず、例えばカラー表示において、
スクロール時に色情報を削除することによつても、発揮
される。

三次元の表示は視点を与える必要がある。従つて図形
の斜方変換，透視変換などの変換を行う。ここで、図形
の斜方変換とは、表示上、対象となる図形が斜視図的に
見えるようにすることであり、第７図（ｂ）における角
度θを設定することにより、その程度が決定される。ま
た、透視変換とは、表示された図形が遠近感を出すため
に無限遠点が与えられている場合、その無限遠点の位置
を設定することにより、遠近感の程度を変えることを言
う。このような座標変換はパラメータ（上述の角度θ，
無限遠点）の与え方によつて自由に設定できる。これに
よつて三次元の景観が変化し、隠れていて見えなかつた
部分が見えるようになる。これらの変換の一例を第８図
に示す。ここでは視点変換として斜方変換を例にしてい
る。第９図は視点変換を連続的に行つたときの画面表示
例を示す。このようなスクロールを本明細書では視点ス
クロールと呼ぶことにする。また視点変換の他の例とし
て図形に回転を加えて透視変換を加えた上でスクロール
を行うこともできる。

次に静止状態で三次元表示，スクロール状態で二次元
表示をするための方法を説明する。静止表示状態ではフ
レームメモリには二次元の地図データと三次元の景観デ
ータが分かれて登録されている。三次元のデータは二次
元のデータと高さについてのデータとから計算機内に計
算することにより生成される。スクロール中は三次元デ
ータはフレームメモリから消去される。そしてフレーム
メモリ内の二次元データがアクセスされて表示される。
三次元表示状態では二次元のデータ及び高さについての
データから三次元のデータが計算生成され、フレームメ
モリの三次元データ用の領域へ転送され表示される。こ
のアルゴリズムを以下に示す。最初は第７図（ａ）の状
態であるとする。

step1 スクロール開始の信号を発行する。これはキーボード
からのキー入力などによつて行われる。

step2 三次元のデータがフレームメモリから消去される。

step3 フレームメモリ内の二次元のデータをアクセスして画
面に表示する。

step4 スクロールを行う。無限スクロールの場合のようにス
クロール時に新規のデータがフレームメモリに転送され
るときは斜方変換を行い、その結果を格納する。

step5 スクロール終了の信号を発行する。これはキーボード
からのキー入力などによつて行われる。

step6 二次元のデータを表示画面から消去する。

step7 二次元のデータから三次元のデータを計算し、三次元
データのフレームメモリに格納する。

視点スクロールと水平スクロールを組み合わせたクロ
ススクロールや、視点スクロール，水平スクロール，垂
直スクロールさらに三次元表示を組み合わせた総合的な
スクロールも、第５図および第７図を実現する方法を組
み合わせることによつて可能であることは容易に理解で
きる。

〔発明の効果〕

本発明によつて、精度の異なる図形データを介したス
クロール（垂直スクロール）を行うことができる。しか
もこのときデータ量を制御することになるため、スクロ
ールしたい領域の大きさが広がつたときでもスクロール
の速度は低下しない。また、三次元表示を伴う場合でも
スクロール中は三次元表示を消去し、二次元表示で行う
ため、データ量は低減されスクロールを高速に行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、異精度にまたがる図形について、表示領域を
拡大するスクロール画面の具体例を示す図、第２図は、
表示領域の大きさは一定のまま表示領域を移動させるス
クロールの具体例を示す図、第３図は、輝度変化関数の
具体例を示す図、第４図は本発明に示すスクロールの態
様を示す図、第５図は垂直スクロールと、水平スクロー
ルを同時に行つたときのスクロール画面の具体例を示す
図、第６図はスクロールを行うための装置構成を示す
図、第７図は、三次元表示を伴うスクロールの実施例を
示す図、第８図は視点変換を垂直スクロールと見たとき
のスクロールのコンセプトを示す図、第９図は、視点ス
クロールの実施例を示す図である。 601……計算機、602……メモリ装置、603……I/Oデバイ
ス、604……I/Oインタフエース回路、605……図形デー
タ格納装置、606……表示制御装置、607……表示装置フ
レームメモリ、608……ビデオ信号発生装置、609……表
示デバイス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−269194（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−191189（ＪＰ，Ａ) 特開平２−2599（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】操作信号に基づき、図面の表示情報の精度
及び／又は位置について変更可能な図形の表示方法にお
いて、第１の視点から見た地図情報である第１精度の第１領域
の表示情報を表示し、操作信号に基づき、前記第１の視点より遠い視点から見
た地図情報である第２精度の第２領域の表示情報を、前
記第１領域の表示情報に重ねて表示し、前記第１領域の表示情報の表示輝度を減少することを特
徴とする図形の表示方法。