JP2734206B2

JP2734206B2 - 多角形の描画方法及び装置

Info

Publication number: JP2734206B2
Application number: JP103891A
Authority: JP
Inventors: 明市川
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-01-09
Filing date: 1991-01-09
Publication date: 1998-03-30
Anticipated expiration: 2013-03-30
Also published as: JPH04250581A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、グラフィックディスプ
レイ装置に描画を行う方法及び装置、詳しくは、多角形
の描画方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の多角形の描画をスキャンラインア
ルゴリズムで行う場合、複雑な図形を高速に描画できる
反面、傾きの微小なパス間を描画する際、各スキャンラ
インで独立であるため、連続して描画すべき領域が切れ
る場合がある。そのため、描画区間の補正として、前の
スキャンラインに対応するページバッファを参照した
り、前のスキャンラインでの描画区間を記憶して参照す
ることはよく知られている（特開昭６０−１２８５６９
号公報及び特開昭６１−２４１８８０号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の多角
形の描画方法において描画の補正を行う場合には、毎ス
キャンラインで、かつ、描画区間を決定する全ての場
合、そのように前のスキャンラインに対応するページバ
ッファや、前スキャンラインでの描画区間を参照しなけ
ればならなかったため、描画処理速度の低下を招いてい
た。

【０００４】本発明は、従来の上記事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、全体の処理速度を劣化させ
ることなく描画区間の補正を行うことができる描画方法
及び装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴によ
れば、輪郭情報で与えられる任意の図形の内部をスキャ
ンラインにより塗りつぶして描画する方法において、上
記多角形を構成するパスがスキャンラインと初めて交差
した時点で、そのパスのラインリストを作成し、この情
報リストをスキャンラインとの交差位置について昇順に
ソートしたソートラインリストを作成し、このソートラ
インリストを基に、指定された塗りつぶしルールに応じ
て描画区間となるパスを求め、それをペアで管理するフ
ィルリストを作成し、このソートラインリストが更新さ
れない間、このフィルリストを基に、順次描画区間を求
め、その際、前スキャンラインでの描画区間を参照し、
補正を行い、補正処理後の描画区間の描画を行い、パス
がスキャンラインと交差しなくなった時点、あるいは、
パス同士の交差が起こったと判断された時点で、ソート
ラインリスト及びフィルリストを更新し、さらに、これ
らの段階を繰り返すことから成る方法が提供される。

【０００６】本発明の第２の特徴によれば、輪郭情報で
与えられる任意の図形の内部をスキャンラインにより塗
りつぶして描画する装置において、上記多角形を構成す
るパスがスキャンラインと初めて交差した時点で、その
パスのラインリストを作成する手段と、このラインリス
トをスキャンラインとの交差位置について昇順にソート
したソートラインリストを作成する手段と、このソート
ラインリストを基に、指定された塗りつぶしルールに応
じて描画区間となるパスを求め、それをペアで管理する
フィルリストを作成する手段と、このソートラインリス
トが更新されない間、このフィルリストを基に、順次描
画区間を求め、その際、前スキャンラインでの描画区間
を参照し、補正を行い、補正処理後の描画区間の描画を
行う手段と、パスがスキャンラインと交差しなくなった
時点、あるいは、パス同士の交差が起こったと判断され
た時点で、ソートラインリスト及びフィルリストを更新
する手段とから成る装置が提供される。

【０００７】本発明によれば、各バスの情報を持たせた
ラインリストを保持し、そのラインリストをスキャンラ
インとの交差位置の昇順に管理するソートラインリスト
と、このソートラインリストの順に、指定された塗りつ
ぶしルールに応じて塗りつぶし区間となるパスを求め、
ペアで管理するフィルリストを保持し、このリストを基
に、各スキャンラインで、順次描画区間を求め、描画を
行うことを特徴とする。さらに、描画区間を決定する
際、端にパスとスキャンラインとの交点を求めていただ
けでは、パスの傾き（の絶対値）が微小な場合、連続し
て描画すべき領域が切れてしまうため、各ラインリスト
で前スキャンラインとの交差位置を保持させ、描画区間
決定時には、この前スキャンラインとの交差位置を参照
して補正を行うようにしたものである。

【０００８】図１は本発明の構成を明示するための全体
構成図である。図１において、任意の図形の輪郭情報は
図形記憶手段１に記憶されている。この図形を構成する
パスがスキャンラインと初めて交差したことは、交差検
出手段２により検出され、その検出信号を受けて制御手
段３が、ラインリスト作成手段４に、そのパスのライン
リストを作成させる。さらに、ソートラインリスト作成
手段５が、ラインリストをスキャンラインとの交差位置
について昇順にソートしたソートラインリストを作成す
る。このソートラインリストはソートラインリスト記憶
手段６により記憶される。作成されたソートラインリス
トを基に、フィルリスト作成手段７が描画区間となるパ
スを求めて、それをペアで管理するフィルリストを作成
する。作成されたフィルリストは、フィルリスト記憶手
段８により記憶される。描画区間決定手段９は、ソート
ラインリストが更新されない間、このフィルリスト記憶
手段８に記憶されたフィルリストを基に、順次描画区間
を求める。その描画区間は一旦描画区間記憶手段１０に
記憶される。描画区間決定に際して、描画区間補正手段
１１が、前のスキャンラインでの描画区間を参照し、補
正を行う。制御手段３は、前記各手段の動作のタイミン
グを制御する。特に、交差検出手段２からの出力信号を
受けて、パスがスキャンラインと交差しなくなった時
点、あるいは、パス同士の交差が起こったと判断された
時点で、ソートラインリスト及びフィルリストを更新す
るようソートラインリスト記憶手段６及びフィルリスト
記憶手段８の動作を制御する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明をレーザビームプリンタに応用
した場合を例に取り、詳細な説明を行う。図２は、その
レーザビームプリンタの概要を示すブロック図である。
このレーザビームプリンタは、画像供給装置２１と、記
録部２２と、これらを駆動する電源２３と、オペレータ
が記録動作の指示を入力するパネル２４とから構成され
ている。

【００１０】画像供給装置２１には、ホストコンピュー
タ等から所定の画像を記録するための信号を受け入れる
ホストインタフェース（Ｉ／Ｆ）接続端子２６とローカ
ルエリアネットワーク等の接続を行うＬＡＮ接続端子２
７とが設けられている。記録部２２には、記録用紙２９
上に画像信号に対応した画像の記録を行う装置で、画像
供給装置２１から画像信号３１と動作指令３４とを受け
入れる一方、記録動作のための同期パルス３２と状態信
号３３とを、画像供給装置２１に向けて出力するよう構
成されている。

【００１１】図３は、図２の記録部２２の要部斜視図を
示したものである。ここで、レーザ発振器５１から発射
されたレーザビーム５２は、偏光子５３とレーザビーム
変調器５４と偏光子５５を通過した後、ポリゴンミラー
５６で反射してレンズ５７を経て感光ドラム５８の外周
面に達する。図２の画像供給装置２１からの画像信号３
１（ビットストリーム）は、端子６１からレーザビーム
変調器５４に入力し、例えば電気光学効果により変調器
５４中を通過するレーザビームの偏波面を画像信号に応
じて回転させる。

【００１２】この、いわゆる電気的シャッタ作用によ
り、白黒２値の画像信号がレーザビームの光学的オン・
オフ信号に変換されて感光ドラム５８の外周面に照射さ
れる。ポリゴンミラー５６はモータ６２により一定速度
で回転しており、このレーザビーム５２を反射させた
後、矢印６３の方向（この方向を主走査方向という）に
走査させる。すなわち、１ライン分の画像信号が光学的
ビット列に変換されて感光ドラム５８の回転軸６４と平
行する方向に照射される間、感光ドラム５８が矢印６５
の方向（この方向を副走査方向という）に回転する。こ
うして、記録すべき画像に対応する静電潜像が感光ドラ
ム５８の外周面に形成される。この静電潜像は、感光ド
ラム５８の矢印６５の方向の回転につれて現像器６６を
通過する。ここで、トナーがその静電潜像に応じて付着
する。図示しない記録紙搬送機構によって記録用紙２９
が矢印方向６８に送られてくると、転写器６９の作用に
よって感光ドラム５８の外周に付着したトナーが記録用
紙２９に転写される。記録用紙２９は、さらに矢印６８
の方向に送られて定着などの処理をされ記録物が得られ
る。

【００１３】なお、レーザビーム５２は、矢印６３の方
向に感光ドラム５８の両端を越える幅で走査されてい
る。そこで、走査開始センサ７１と走査終了センサ７２
のレーザビーム通過を検出するパルスによって画像信号
３１の転送タイミングが図られる。図２の画像供給装置
２１の具体的な構成を図４にブロック図を用いて示し
た。この回路は、ＣＰＵバス３６に接続されたマイクロ
プロセッサ（ＣＰＵ）３７と各種のインタフェース（Ｉ
／Ｆ）３８〜４０と、メモリ４１〜４６と、制御ブロッ
ク４７〜４８とから構成されている。

【００１４】インタフェースには、ホストＩ／Ｆ３８
と、パネルＩ／Ｆ３９と、記録部Ｉ／Ｆ４０とがある。
ホストＩ／Ｆ３８は、図示しないホストコンピュータか
ら入力する印字データを例えばRS232Cで受信する回路で
ある。また、パネルＩ／Ｆ３９は、オペレータの操作す
るパネル２４（図２）から入力する指示信号を中継する
回路である。そして、記録部Ｉ／Ｆ４０は画像供給装置
２１と記録部２２との間で授受が行われる図２で説明し
た信号を中継する回路である。

【００１５】メモリには、文字パターンメモリ４４、４
６とビットマップメモリ４１とランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）４２と、プログラムメモリ４３、４５とがあ
る。文字パターンメモリ４４、４６は、いわゆるフォン
トメモリと呼ばれるメモリで、ドットマトリクスで構成
される文字パターンを格納するメモリである。ビットマ
ップメモリ４１は、記録部２２（図２）において記録用
紙２９上に記録する画像を、例えば１頁分、ビットマッ
プ形式で格納する回路である。ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）４２は、マイクロプロセッサ３７の動作のた
めの種々のデータや、制御部Ｉ／Ｆ３８から入力された
印字データを格納する等のために使用される回路であ
る。またプログラムメモリ４３、４５はマイクロプロセ
ッサ３７を動作させるためのプログラムを格納する回路
である。

【００１６】これらのメモリのうち、プログラムメモリ
４５及び文字パターンメモリ４６は着脱可能なメモリで
これらを必要に応じて交換することにより、様々な種類
のプログラム及び文字パターンを使用することが可能と
なる。制御ブロックとしては、ビットマップコントロー
ラ４７、ＰＴＣ４８がある。ビットマップコントローラ
４７はビットマップメモリ４１へのアクセスタイミング
やアドレスを制御する回路であり、ビットマップメモリ
４１に形成された画像データを記録部Ｉ／Ｆ４０へ転送
するための制御を行う。ＰＴＣは既知のプログラマブル
・タイマ・カウンタで、時間等の計測及びタイミングの
発生等を行う回路である。

【００１７】この実施例では、図１に示した本発明の図
形記憶手段１はビットマップメモリ４１で実現される。
また、その他の手段のうち記憶機能は、ＲＡＭ４２で実
現され、その他の機能は、ＣＰＵ３７で実現される。以
下の説明は、図２の画像供給装置２１、特にＲＡＭ４
２、ＣＰＵ３７で実現される機能である。まず、リスト
等の名前の定義を、図１６を用いて説明する。 (1) ラインリストスキャンラインy1では、パスa1、a3が、スキャンライン
y2では、パスb1、b3がスキャンラインと初めて交差す
る。このように、パスがスキャンラインと初めて交差す
るときに、パスの各々に対して、情報リストを作成す
る。これをラインリストと呼ぶ。 (2) ソートラインリストスキャンラインy2で、パスb1、b3のラインリストが加わ
り、全部でパスa1、a3、b1、b3のラインリストが存在す
る。これらリストの交差位置について、水平方向にソー
トしたもの〈a1、a3、b1、b3〉をソートラインリストと
呼ぶ。この順番は、スキャンラインy3まで保たれる。 (3) フィルリストスキャンラインy2の直前までは、ソートラインリスト
は、〈a1、a3〉で、塗りつぶし区間は、パスa1、a3の間
なので、フィルリストは、［a1、a3］である。そして、
スキャンラインy2で、ソートラインリストは、〈a1、a
3、b1、b3〉に更新される。そのため、フィルリストも
［a1、a3］、［b1、b3］に更新される。

【００１８】これらのリストは、マイクロプロセッサ３
７により作成され、図４ＲＡＭ４２中に記憶される。描
画処理の全体のフローは、図５に示してある。すなわ
ち、まず図形の登録を行う。これは、ユーザが図６で示
すような直線や曲線の輪郭情報を何らかの方法で登録す
ることである。次に直線近似を行う。直線近似とは、曲
線で定義されたパスを複数の連続した直線に近似するこ
とである。直線近似後の図形を図７に示す。さらに、こ
の図形に基づいて頂点リストを作成する。次に、ソート
ポイントリストを作成する。ここでは、頂点リストの各
頂点に対して、前後の頂点との大小関係により分類を行
い、残った頂点のｙ座標についてソーティングをし、そ
れをソートポイントリストに登録する。分類は、頂点が
次の３種類の少なくともどれか１つを満足するかを基準
にして行う。

【００１９】上向きパスの上端点下向きパスの上端点水平パスの開始点なお、これらのパスの例を図８の太い矢印で示す。ま
た、例として図９に示すようなパス１、２の頂点リスト
及びソートポイントリストを作成すると、図１０のよう
になる。なお、頂点A₄は水平パスの中間点のため、ま
た、頂点A₂、A₆、B₂は極小点のため、ソートポイントリ
ストには登録しない。ここでの頂点リスト、ソートポイ
ントリストは、実際のデータ構造とは異なる。以上まと
めると、１つの頂点に対して可能な分類は、図１１に示
す５種類である。図１１において、考慮するパスは太い
矢印で示されている。

【００２０】次に描画処理を行う。描画処理のフローを
図１２、図１３及び図１４に示す。これを簡単に示した
ものが図１５である。図１５の中で、本発明の中心とな
る部分は、(2) である。ここでは、ａ）描画区間の決
定、及び、ページバッファへの描画、ｂ）各ラインリス
トに対して、スキャンラインとの交差位置の更新を行っ
ている。

【００２１】ａ）については、フィルリストによって描
画すべき区間となるパスが、ペアで管理されているた
め、ページバッファへはその順番で、２つのラインリス
トのスキャンラインとの交差位置を参照して描画区間を
決定する。その際、２つのラインリストの前スキャンラ
インとの交差位置を参照して描画区間の補正を行う。こ
の補正方法を図１９に示す。この補正基準は、そのパス
のスキャンライン（ｘ）方向の移動量の正負と、対にな
るパスの前スキャンラインとの交差位置のみのため、処
理速度は非常に速い。描画に対しては、図４のビットマ
ップメモリ４１に対して行われる。

【００２２】ｂ）については、ソートラインリストの順
番で、前スキャンラインとの交差位置を現スキャンライ
ンとの交差位置の値に置き換え、その後新しく、現スキ
ャンラインとの交差位置を、次（１つ下）のスキャンラ
インに対しての交差位置に更新する。これを行うだけ
で、次のスキャンラインに対しての描画区間補正の準備
ができるため、非常に能率的である。

【００２３】全体の描画処理を、図１６、図１７及び図
１８を参照しながら説明する。図１６には、ラインa₁、
a₂、a₃と頂点A₁、A₂、A₃とで構成されるパス１と、ライ
ンb₁、b₂、b₃と頂点B₁、B₂、B₃とで構成されるパス２が
示されている。また、y₁、y₂、y₃、y₄、y₅、y₆、y₇、y₈
はスキャンラインである。この図において用いられる塗
りつぶしのルールは、even-oddである。スキャンライン
の順で描画処理を示すと、図１７及び図１８のようにな
る。

【００２４】次に補正処理について、図１９、図２０、
図２１及び図２２を参照しながら説明する。図１９に示
したように、フィルリストによりペアで順番に管理され
ている２つのラインリストのうち、描画すなわち塗りつ
ぶしの左端点となるラインリストを（Ｌ）、右端点とな
るラインリストを（Ｒ）とする。また、ラインリスト
（Ｌ）の、現スキャンラインとの交差位置をx1とし、ラ
インリスト（Ｒ）の、現スキャンラインとの交差位置を
x2とする。そして、補正処理後の描画区間の左端点をpx
１、右端点をpx２とすると、次のようになる。 (1) px１についてラインリスト（Ｌ）のｘ方向移動量＞０かつ、x1＞
ラインリスト（Ｒ）と前スキャンラインとの交差位置の
場合 px１＝ラインリスト（Ｌ）と前スキャンラインとの交差
位置＋１その他の場合 px１＝x1 (2) px２についてラインリスト（Ｒ）のｘ方向移動量＜０かつ、x2＞
ラインリスト（Ｌ）と前スキャンラインとの交差位置の
場合 px２＝ラインリスト（Ｒ）と前スキャンラインとの交差
位置−１その他の場合 px２＝x2 描画区間として図２０に示す２つのラインリストc1、c2
からなる図形を考えると、上記ラインリスト（Ｌ、
（Ｒ）はラインリストc1、c2になる。そして、図２２に
示すように、ラインリストc1のｘ方向移動量＞０、ライ
ンリストc2のｘ方向移動量＜０となる。したがってライ
ンリストc1、c2とスキャンラインy1、y2、y3、y4との交
差位置（現交差位置）は、図２２に示すように、１、
３、５、７及び１、５、８、７となる。そしてこれらラ
インリストと前スキャンラインとの交差位置（前交差位
置）は、矢印で示すようにそれぞれ現交差位置を一段だ
けずらした値となる。

【００２５】今、スキャンラインy2においては、ライン
リストc1のｘ方向移動量＞０、かつ現交差位置（＝３）
＞ラインリストc1の前交差位置（＝１）なので、補正を
行い、ラインリストc1の現スキャンラインy2との交差位
置は、ラインリストc1と前スキャンラインy1との交差位
置（＝１）＋１、すなわち２とする。したがって、図２
１に示すようなスキャンラインy2上の位置２を塗りつぶ
す。

【００２６】

【発明の効果】本発明では、各パスの情報を持たせたラ
インリストを保持し、そのラインリストをスキャンライ
ンとの交差位置の昇順に管理するソートラインリスト
と、このソートラインリストの順に、指定された塗りつ
ぶしルールに応じて塗りつぶし区間となるパスを求め、
ペアで管理するフィルリストを保持し、このリストを基
に、各スキャンラインで、順次描画区間を求め、描画を
行うものであり、さらに、各ラインリストで、前スキャ
ンラインとの交差位置を保持させ、描画区間決定時に
は、この前スキャンラインとの交差位置を参照してその
補正を行っている。したがって、描画処理速度を劣化さ
せることがなく、また、パスの傾き（の絶対値）が微小
な場合でも、連続して描画すべき領域が切れてしまうこ
となく、確実な描画が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を明示するための全体構成図であ
る。

【図２】レーザビームプリンタの概要を示すブロック図
である。

【図３】レーザビームプリンタの記録部の要部斜視図で
ある。

【図４】レーザビームプリンタの画像供給装置の詳細な
ブロック図である。

【図５】本発明による画像処理の全体のフローを示すフ
ローチャートである。

【図６】登録された図形（パス１、２）とその頂点座標
を示す図である。

【図７】図６の登録図形の直線近似後の図形を示す図で
ある。

【図８】パスと頂点との関係により分類した頂点の図で
ある。

【図９】各種の頂点で構成される２つのパスの図であ
る。

【図１０】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図９のパスの頂点
リスト及びソートポイントリストを示す図である。

【図１１】５つに分類される頂点を示す図である。

【図１２】描画処理の全体を示すフローチャートであ
る。

【図１３】描画処理の全体を示すフローチャートであ
る。

【図１４】描画処理の全体を示すフローチャートであ
る。

【図１５】図１２、図１３、図１４の処理手順を簡単に
表現したフローチャートである。

【図１６】描画処理を行うべき２つのパスとそのパスと
交差する複数のスキャンラインを示す図である。

【図１７】各スキャンラインについての描画処理及びパ
ス処理を表により示した図の一部である。

【図１８】各スキャンラインについての描画処理及びパ
ス処理を表により示した図の一部であって、図１７の続
きの図である。

【図１９】本発明による描画区間の補正処理を示すフロ
ーチャートである。

【図２０】補正前の描画区間を示す図である。

【図２１】補正後の描画区間を示す図である。

【図２２】２つのラインリストの現スキャンラインとの
交差位置及び前スキャンラインとの交差位置を表にして
示した図である。

【符号の説明】

２１画像供給装置２２記録部２３電源２４パネル２９記録用紙５１レーザ発振器５２レーザビーム５３、５５偏光子５４レーザビーム変調器５６ポリゴンミラー５７レンズ５８感光ドラム６２モータ７１走査開始センサ７２走査終了センサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】輪郭情報で与えられる任意の図形の内部
をスキャンラインにより塗りつぶして描画する方法にお
いて、パスがスキャンラインと初めて交差した時点で、
そのパスのラインリストを作成し、このラインリストを
スキャンラインとの交差位置について昇順にソートした
ソートラインリストを作成し、このソートラインリスト
を基に、指定された塗りつぶしルールに応じて描画区間
となるパスを求め、それをペアで管理するフィルリスト
を作成し、このソートラインリストが更新されない間、
このフィルリストを基に、順次描画区間を求め、その
際、前スキャンラインでの描画区間を参照し、補正を行
い、補正処理後の描画区間の描画を行い、パスがスキャ
ンラインと交差しなくなった時点、あるいは、パス同士
の交差が起こったと判断された時点で、ソートラインリ
スト及びフィルリストを更新し、さらに、これらの段階
を繰り返すことから成る多角形の描画方法。
【請求項２】輪郭情報で与えられる任意の図形の内部
をスキャンラインにより塗りつぶして描画する装置にお
いて、上記多角形を構成するパスがスキャンラインと初
めて交差した時点で、そのパスのラインリストを作成す
る手段と、このラインリストをスキャンラインとの交差
位置について昇順にソートしたソートラインリストを作
成する手段と、このソートラインリストを基に、指定さ
れた塗りつぶしルールに応じて描画区間となるパスを求
め、それをペアで管理するフィルリストを作成する手段
と、このソートラインリストが更新されない間、このフ
ィルリストを基に、順次描画区間を求め、その際、前ス
キャンラインでの描画区間を参照し、補正を行い、補正
処理後の描画区間の描画を行う手段と、パスがスキャン
ラインと交差しなくなった時点、あるいは、パス同士の
交差が起こったと判断された時点で、ソートラインリス
ト及びフィルリストを更新する手段とから成る多角形の
描画装置。