JP2714114B2

JP2714114B2 - グラフィック処理方法及びグラフィックシステム

Info

Publication number: JP2714114B2
Application number: JP1063745A
Authority: JP
Inventors: 和義古賀; 良藤田; 晃洋桂; 泰福永; 秀幸原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1998-02-16
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JPH02244285A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、図形描画を行なうハードウエアにおいて、
描画処理を行う範囲を示す展開領域と、注目する図県の
展開範囲を示す存在領域との領域比較を行うことによ
り、描画処理が不要な図形を高速に判定するレンダリン
グ処理のスキツプ方法及びそれを実現するグラフィック
システムに関する。

〔従来の技術〕

フアンドメンタルズ・オブ・インタラクテイヴ・コン
ピュータ・グラフイツクス，フオーレイ著，（1982）第
375頁から381頁（Fundmentals of Interactive Compute
r Graphics,FOLEY,ADDISON WESLEY（1982）pp375−38
1）に記載のように、描画図形をコードとして記述して
あるディスプレイ・リストを展開する時に、描画領域と
して指定された展開領域内に入る描画図形は展開し、展
開領域の外部は展開しないように、ディスプレイ・リス
トのデータを高速にチェックする機構が良く用いられ
る。その際、複数の描画図形単位（セグメント単位）に
ついて、各描画図形が外接する最小の矩形範囲を算出す
る必要がある。そしてこの矩形範囲（存在領域）と展開
領域とを比較し、明らかに展開領域外にあればその描画
図形に対する描画処理をスキツプするのである。このた
めディスプレイ・リスト上の描画図形を全て展開する必
要はない。特に、ディスプレイ・リスト上の全ての描画
図形の存在領域に比べ、展開領域が小さいときに有効に
なる。

ここで、領域比較するときの展開領域と存在領域は、
その領域算出回数が小さくなるように、CRT等のデバイ
ス上での座標とは、独立した世界座標系で定義されてい
るのが、一般的であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般的に、例えば描画図形としての太線図形は、太線
を描画する位置、即ち太線の中心となる直線の始点と終
点は、世界座標系で定義され、その線幅はデバイス座標
で定義される。このような場合、上記従来技術では、こ
の太線の中心線で構成される図形に外接する矩形領域で
ある存在領域と、描画領域として指定された展開領域と
を比較し、展開処理の実行を行なうものであるため、領
域比較の際、太線の線幅は考慮されず、結果として描画
領域の境界付近での図形の展開処理においては、太線に
欠けが生じてしまうという問題があった。

本発明の目的は、描画領域の境界付近での図形の描画
精度を向上し且つ描画処理の高速化を可能とするグラフ
ィック処理方法およびグラフィックシステムを提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、グラフィックシステムにおいて、図形描画
コマンドを生成するコマンド生成部と、前記図形描画コ
マンドを記憶するメモリと、前記図形描画コマンドに含
まれる図形の情報に基づいて、描画領域として指定され
た第１の展開領域を所定幅広げた第２の展開領域を生成
する手段と、前記描画コマンドに含まれる図形の情報に
基づいて、前記第１の展開領域を所定幅狭めた第３の展
開領域を生成する手段と、前記図形描画コマンドに対応
する図形に外接する存在領域と、前記第２又は第３の展
開領域とを比較する手段を備え、前記存在領域と前記第
２の展開領域との間に重なりが生じない場合、前記第１
の展開領域への前記図形描画コマンドに対応する図形の
展開処理をスキップし、前記存在領域が前記第３の展開
領域に全て包含される場合、前記第１の展開領域への前
記図形描画コマンドに対応する図形の展開処理を行なう
ようにしたことに特徴がある。

また、本発明は、グラフィック処理方法において、生
成された図形描画コマンドに含まれる図形の情報に基づ
いて、描画領域として指定された第１の展開領域を所定
幅広げた第２の展開領域を生成し、生成された図形描画
コマンドに含まれる図形の情報に基づいて、描画領域と
して指定された第１の展開領域を所定幅狭めた第３の展
開領域を生成し、前記図形描画コマンドに対応する図形
に外接する存在領域と、前記第２の展開領域とを比較
し、比較の結果、前記存在領域と前記第２の展開領域と
の間に重なりが生じていない場合、前記第１の展開領域
への前記図形描画コマンドに対応する図形の展開処理を
スキップし、前記比較の結果、前記存在領域と前記第２
の展開領域との間に重なりが生じている場合には、前記
存在領域と前記第３の展開領域とを比較し、当該比較の
結果、前記存在領域が前記第３の展開領域に全て包含さ
れる場合、前記第１の展開領域への前記図形描画コマン
ドに対応する図形の展開処理を行なうようにしたことに
特徴がある。

〔作用〕

本発明によれば、描画領域として指定された第１の展
開領域を、図形描画コマンドに含まれる図形の情報に基
づいて所定幅広げた第２の展開領域と前記図形の情報に
基づいて所定幅狭めた第３の展開領域が生成され、この
第２の展開領域と前記存在領域との間に重なりが生じな
い場合には、前記描画コマンドに対応する図形の前記第
１の展開領域への展開処理がスキップされ、前記存在領
域が前記第３の展開領域に全て包含される場合には、前
記描画コマンドに対応する図形が、クリッピングするこ
となく直接前記第１の展開領域へ展開される。これによ
り、領域の比較の際、図形の線幅が考慮されるので、線
幅を有する図形が描画領域の境界付近に存在する場合に
おいても、確実に描画領域に含まれない図形を検出で
き、スキップが可能となると共に、描画領域に包含され
る図形をも確実に検出でき、クリッピングすることなく
直接展開処理でき、描画領域の境界付近での図形の描画
精度を向上でき、且つ、描画処理の高速化も可能とな
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図から第９図を用いて
説明する。

まず、ワークステーシヨンのシステム概略構成を第１
図を用いて説明する。CPU1は、セグメント・バツフア２
に、図形描画コマンドを書き込み、グラフイツク・プロ
セツサ３に起動をかける。起動をかける際に、ウインド
ウの数に対応して、複数の矩形の展開領域を指定する。
ここで、図形描画コマンドは、世界座標で位置を定義す
るプリミテイヴ図形、コマンド、描画する時の色，幅，
模様等を指示する属性コマンド、描画する時の色，幅，
模様等を指示する属性コマンド、図形の集合を制御する
セグメント管理コマンド、世界座標からデバイス座標へ
変換する変換係数を指示する座標変換コマンド等からな
る。その１例を第２図に示している。（第２図の説明
は、第３図の説明の中で記す。）グラフイツク・プロセツサ３は、指示された展開領域
毎に、その展開領域に描画図形が展開されるかどうか比
較し、展開する必要があれば、世界座標からデバイス座
標に座標変換を施し、さらに展開領域内と外にまたがつ
ている図形に対しては、展開領域内にのみその図形を展
開すべくクリツピング処理を施して、レンダリング・プ
ロセツサ４に基準点となるデバイス座標上の座標を供給
する。例えば３本線の幅を持つ太線の場合には、１本ず
つ、３本の直線の始点及び終点を渡す。

それを受けとつたレンダリング・プロセツサ４は、そ
の基準点を内挿補間し、モニタ６への表示内容をビツト
マツプ型式で保持するフレーム・メモリ５に書き込む。

次に、具体的な例を第３図から第５図を用いて模式的
に説明する。第３図（ｂ）は、デバイス座標上へ展開し
た様子を示している。ウインドウ12の左上にウインドウ
11が上に重なつている。ここでウインドウ11は、１番上
にあるため、そのデバイス座標での第１種展開領域（D
C）716は、１つの矩形で構成される。また、ウインドウ
12は、デバイス座標での第１種展開領域（DC）714と第
１種展開領域（DC）715とで構成される。第３図（ｂ）
のデバイス座標に対応する世界座標上での定義、即ち、
セグメント・バツフア２内の図形定義を模式的に第３図
（ａ）で示す。図形は、その位置情報を世界座標で示
し、その図形の幅は、デバイス座標で属性情報として、
大きさで（３本線の幅）示されている。尚、図形のデバ
イス座標での展開位置は、世界座標系から、デバイス座
標系への座標変換係数に依存しているので、その位置関
係が同じではない。

さらに第２図に、この具体例におけるセグメント・バ
ッファ２内のデイスプレイ・リストを簡単に示してい
る。幾つかの図形を１つのセグメントとして定義し、
“SET−MATRIX"で座標変換係数を定義する。これらのデ
イスプレイ・リストに対し、展開領域714,715,716と３
回、展開処理を行うことになる。その処理の中で、まず
“SEGMENT−START"の情報である存在領域と展開領域を
比較し、展開領域内にある図形の集まり（セグメント）
のみを展開処理し、明らかに、存在領域と展開領域が重
ならない場合には、そのセグメントの展開処理をスキツ
プする。

ところで、第３図（ａ）で示す第１種展開領域（WC）
711に対して各セグメントの存在領域と比較すると、第
１種展開領域（WC）711内には、どのセグメントも存在
しないことになり、すべてのセグメントがスキツプされ
ることになる。しかし、第３図（ｂ）の第１種展開領域
（DC）714に示すように平行四辺形の１部を描画する必
要がある。

こういつた場合は、図形の線幅Ｘを世界座標で定義で
きず、デバイス座標で定義している場合に発生すること
がわかる。よつて、こういつた図形においては、領域比
較によるスキツプ処理は行えず、すべての展開領域にお
いて、展開処理する必要があつた。

そこで、展開領域を図形の大きさを示すデバイス座標
上の大きさ分（以下ｄとする）だけ、大きくとる。第３
図で示した例に対し、第４図を用いて説明する。第４図
（ｂ）はデバイス座標で定義してある。この中で、第２
種展開領域（DC）として、第３図（ｂ）で定義した第１
種展開領域（DC）に、線幅の太さｄ分だけ大きくした領
域を定義する。そして、このデバイス座標上の第２種展
開領域を世界座標へ座標変換を施し、第２種展開領域
（WC）を算出して、定義する。第４図（ａ）に示すよう
に、第２種展開領域（WC）721、第２種展開領域（WC）7
22、第２種展開領域（WC）723が得られ、特に、第２種
展開領域（WC）721と、第２種展開領域（WC）722は一部
重複することになる。

ところで、各描画図形の存在領域は第３図と同じにあ
る。第４図（ａ）で領域比較を施すと平行四辺形の存在
領域811は、第２種展開領域（WC）721及び、第２種展開
領域（WC）722に含まれ、第２種展開領域（WC）723には
含まれない。従つて、第２種展開領域（WC）721、（W
C）722において、展開処理が行なわれ、他の領域では、
スキツプ処理となる。

ここで、平行四辺形の描画処理において、展開領域
で、クリツピング処理を施す必要がある。このクリツピ
ング処理においては、第１種展開領域（DC）でクリツピ
ングを求めることになる。

さらに、第３種展開領域を設定する。第５図を用いて
説明する。第２種展開領域は、第１種展開領域をｄだけ
拡げで設定した。第３種展開領域は第１種展開領域をｄ
だけ小さくして設定する。当然、全ての展開領域に対し
て行う。第５図に示す四角形と円の存在領域812は、第
３種展開領域733の内にある。このケースにおいては、
以下の描画処理やレンダリング処理等で明らかにクリツ
ピング処理を施す必要がない。また、平行四辺形の存在
領域811は、どの第３種展開領域内にも完全には、含ま
れず、第３種展開領域（WC）732にまたがつている。こ
れは、平行四辺形の展開処理において、“クリツピング
処理が明らかに不要”ではないことを示している。

以上の処理フローの概略を第６図に示す。描画図形の
存在領域と、まず、第２種展開領域の領域比較を行う。
重複した領域がなければ、展開する必要がなく、その描
画図形は、スキツプ処理される。

次に、第３種展開領域と領域比較を行う。存在領域が
第３種展開領域内に全て包含されていれば、クリツピン
グ処理なし描画処理を行い、それ以外のケースでは、ク
リツピング処理付き描画処理を行う。

一般に、クリツピング処理なし描画処理は、クリツピ
ング処理付き描画処理に比べ、高速に処理を行うことが
可能であり、この方式は、高速にその判定を行うことが
でき、高速描画に大きく貢献する。

また、これらの領域比較の処理は、第１図のグラフイ
ツクプロセッサ３で行う。今まで述べてきた、領域をグ
ラフィックプロセッサ３のローカル・メモリの第１種展
開領域保持領域71、第２種展開領域保持領域72、第３種
展開領域保持領域73に保持する。

第７図にそのグラフイツクプロセツサのローカル・メ
モリの展開領域のマツプを示す。これらの関係を下式で
示す。ここで、デバイス座標から世界座標への逆座標変
換行列をＭ′とする。

上記（１）〜（３）式は、第１種展開領域（DC）であ
るx₁₀，y₁₀，x₁₁，y₁₁に依存する値であるので、展開領
域が、変更される時にのみ計算をすればよい。

また、第６図におけるクリツピング処理なし描画処理
か、クリツピング処理付き描画処理の区別は、フラグを
設定することにより次のレンダリング・プロセツサ４に
情報を伝達することができる。

次に第６図で示したクリツピング処理付き描画処理に
ついて、第８図と第９図を用いて説明する。第８図は第
４図で示したウインドウ12のみ図示する。

直線描画におけるレンダリング・プロセツサの役割
は、グラフイツクス・プロセツサから与えられる直線の
始点と終点の座標値よりその間の座標点を内挿補間する
ことである。ただし直線描画の属性である線幅はレンダ
リング・プロセツサにコマンドで指示しておく。したが
つて線幅として３本線が指示されていれば、レンダリン
グ・プロセツサは直線描画のコマンドで与えられた始終
点に対し逐次３本線にして展開する。従つてクリツピン
グ処理はグラフイツクス・プロセツサで行なう。

グラフイツクス・プロセツサは、先ず、線幅の属性と
して３本線を指示する。つぎに、４つの直線901,902,90
3,904で構成されている平行四辺形の１直線ずつその始
点と終点（連続している直線は始点と、以下は終点）を
デバイス座標に座標変換して１頂点ずつレンダリング・
プロセツサに供給する。その際、処理ブロツク911に示
すように１直線ずつクリツピング処理が必要かどうかを
領域比較しながらクリツピング処理が必要か否かを判定
する。ところで、直線の始点と終点は、直線の展開領域
を示すので、直線の始点と終点で示される領域と各種展
開領域の領域比較を行なう。

クリツピング処理が不要であれば、処理ブロツク912
に処理が移り、そのままレンダリング・プロセツサに座
標点を渡す。またクリツピング処理が必要な直線の場合
には、処理ブロツク913に処理が移る。

処理ブロツク913では、まず線幅の属性として１本線
をレンダリング・プロセツサに指示し、クリツピング処
理を行ない、太線を構成する３本の直線の１本１本の始
点と終点をレンダリング・プロセツサに指示する。この
クリツピング処理において使用するデバイス座標の展開
領域は第１種展開領域（WC）71にたいして１本の直線の
クリツピング点を算出する。そして、再度線幅の属性と
して３本線をレンダリング・プロセツサに指示してお
く。

また、処理ブロツク911により明らかに展開領域の外
にあれば、次の直線展開処理に移る。

本実施例においては、図形の存在領域と第２種そして
第３種展開領域の領域比較を行なつた。しかし、第２種
展開領域又は第３種展開領域のどちらか１つのみの領域
比較でも、その効果は大きく、高速な展開処理が可能と
なる。

さらに、本実施例においては、第２種展開領域と存在
領域の比較を行ない、そして第３種展開領域と存在領域
の領域比較を行なつている。しかし、第２種展開領域
は、第３種展開領域より必ず大きい領域であることを利
用して、同時に第２種と第３種展開領域の比較を行なう
ことができる。

また、本実施例においては、３種の展開領域にたい
し、各々、世界座標系とデバイス座標系とで２セツト保
持している。しかし、デイスプレイ・リストに描画図形
の存在領域が含まれないシステムにおいては、世界座標
系での展開領域は必要がない。このようなシステムにお
いても、デバイス座標系の３種の展開領域のみの構成で
高速な展開処理が可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、線幅を有する図形が描画領域の境界
付近に存在する場合においても、確実に描画領域に含ま
れない図形を検出でき、スキツプが可能となると共に、
描画領域に包含される図形をも確実に検出でき、クリツ
ピングすることなく直接展開処理でき、描画領域の境界
付近での図形の描画精度を向上でき、かつ、描画処理の
高速化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の特徴を示すシステム概略構
成、第２図は、第１図のセグメントバツフア２内に記述
されるコマンド例の一例、第３図はマルチウインドウ表
示の具体的な例を示し、第３図（ｂ）はデバイス座標上
への展開、第３図（ａ）は世界座標上での定義、第４図
は第２種展開領域での領域比較の１例を示し、第４図
（ｂ）はデバイス座標への展開、第４図（ａ）は世界座
標上での定義、第５図は第３種展開領域での領域比較の
１例を示し、第５図（ｂ）はデバイス座標への展開、第
５図（ａ）は世界座標上での定義、第６図は領域比較の
概理概略フロー、第７図は第１図のグラフイツクプロセ
ツサ２内のローカルメモリの各種展開領域のマツプ、さ
らに第８図はデバイス座標展開領域でのクリツピング処
理、第９図は第６図の処理ブロツク“クリツプ付描画処
理”の詳細フローであるデバイス座標展開領域での領域
比較法を示した図である。 71……第１種展開領域保持領域、72……第２種展開領域
保持領域、73……第３種展開領域保持領域、711……第
１種展開領域（WC）、712……第１種展開領域（WC）、7
13……第１種展開領域（WC）、714……第１種展開領域
（DC）、715……第１種展開領域（DC）、716……第１種
展開領域（DC）、721……第２種展開領域（WC）、722…
…第２種展開領域（WC）、723……第２種展開領域（W
C）、724……第２種展開領域（DC）、725……第２種展
開領域（DC）、726……第２種展開領域（DC）、731……
第３種展開領域（WC）、732……第３種展開領域（W
C）、733……第３種展開領域（WC）、734……第３種展
開領域（DC）、735……第３種展開領域（DC）、736……
第３種展開領域（DC）、811……平行四辺形の存在領
域、812……円と四角形からなる図形の存在領域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桂晃洋茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者福永泰茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者原秀幸茨城県日立市大みか町５丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (56)参考文献特開昭63−228274（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−142384（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−249269（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】図形描画コマンドを生成するコマンド生成
部と、前記図形描画コマンドを記憶するメモリと、前記図形描画コマンドに含まれる図形の情報に基づい
て、描画領域として指定された第１の展開領域を所定幅
広げた第２の展開領域を生成する手段と、前記描画コマンドに含まれる図形の情報に基づいて、前
記第１の展開領域を所定幅狭めた第３の展開領域を生成
する手段と、前記図形描画コマンドに対応する図形に外接する存在領
域と、前記第２又は第３の展開領域とを比較する手段を
備え、前記存在領域と前記第２の展開領域との間に重なりが生
じない場合、前記第１の展開領域への前記図形描画コマ
ンドに対応する図形の展開処理をスキップし、前記存在領域が前記第３の展開領域に全て包含される場
合、前記第１の展開領域への前記図形描画コマンドに対
応する図形の展開処理を行なうことを特徴とするグラフ
ィックシステム。
【請求項２】請求項１において、前記第２の展開領域を
生成する手段は、前記第１の展開領域を、前記図形描画
コマンドに含まれる図形の情報である当該図形の線幅分
広げることにより、前記第２の展開領域を生成すること
を特徴とするグラフィックシステム。
【請求項３】請求項１において、前記第３の展開領域を
生成する手段は、前記第１の展開領域を、前記図形描画
コマンドに含まれる図形の情報である当該図形の線幅分
狭めることにより、前記第３の展開領域を生成すること
を特徴とするグラフィックシステム。
【請求項４】生成された図形描画コマンドに含まれる図
形の情報に基づいて、描画領域として指定された第１の
展開領域を所定幅広げた第２の展開領域を生成し、生成された図形描画コマンドに含まれる図形の情報に基
づいて、描画領域として指定された第１の展開領域を所
定幅狭めた第３の展開領域を生成し、前記図形描画コマンドに対応する図形に外接する存在領
域と、前記第２の展開領域とを比較し、比較の結果、前記存在領域と前記第２の展開領域との間
に重なりが生じていない場合、前記第１の展開領域への
前記図形描画コマンドに対応する図形の展開処理をスキ
ップし、前記比較の結果、前記存在領域と前記第２の展開領域と
の間に重なりが生じている場合には、前記存在領域と前
記第３の展開領域とを比較し、当該比較の結果、前記存在領域が前記第３の展開領域に
全て包含される場合、前記第１の展開領域への前記図形
描画コマンドに対応する図形の展開処理を行なうことを
特徴とするグラフィック処理方法。