JP2757614B2 - 図形塗りつぶし装置 - Google Patents

図形塗りつぶし装置

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JP2757614B2 JP3226720A JP22672091A JP2757614B2 JP 2757614 B2 JP2757614 B2 JP 2757614B2 JP 3226720 A JP3226720 A JP 3226720A JP 22672091 A JP22672091 A JP 22672091A JP 2757614 B2 JP2757614 B2 JP 2757614B2
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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    • G06T11/40Filling a planar surface by adding surface attributes, e.g. colour or texture

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  • Image Generation (AREA)
  • Digital Computer Display Output (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイ装置やプ
リンタに応用される図形塗りつぶし装置に関し、特に、
XY座標で定義されたメモリ上に1ラインずつ塗りつぶ
しを行う、いわゆるスキャンライン・フィルを実行する
際に、任意のパターンを張り付けることができる図形塗
りつぶし装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ、ワード
プロセッサ、ワークステーションなどのOA装置のディ
スプレイ上で、文字、グラフ、表はもちろん、より凝っ
た図を取入れて、表現力のあるプレゼンテーションをで
きるようなソフトウェアが出現してきている。特に、こ
れらの表示内容をハードコピーするプリンタは、解像度
がディスプレイに比べて数倍高いので、すべての図形は
多角形内を塗りつぶした形になる。たとえば、解像度が
高いために幅が1画素の線は細すぎて使用されず、すべ
て太線つまり四辺形を処理の単位として扱う。四辺形を
含めて多角形内を塗りつぶす手法としてはいくつかある
が、いずれも最終的にはスキャンライン・フィル処理に
落とされる。したがって、スキャンライン・フィルを高
速に描画できるかどうかが装置全体の性能に大きく影響
する。
【0003】上述したソフトウェアの仕様をみると、図
形を塗りつぶす際には単色だけでなく、任意のタイリン
グ・パターンを参照して塗りつぶせるようになってい
る。タイリング・パターンとはある一定の大きさの矩形
パターンをさし、書き込み先の領域を塗りつぶす際に、
パターンをタイルのように繰り返しはめ込んでいくもの
である。したがって、スキャンライン・フィルを行う際
に、パターンのどの位置を参照するかを逐一計算する必
要がある。
【0004】従来のパターン参照位置の算出方法は次の
ようなものであった。処理を単純にするために、タイリ
ング・パターンを16×16画素や32×32画素に限
定する方法である。1画素を1ビットとするモノクロ装
置の場合、16ビットを1ワードとし16×16画素を
タイリング・パターンとすると、ラインの開始点のX座
標によらず、水平方向に関しては常に同じワード・デー
タを使用できることになる。このとき、Y方向の16ワ
ードのうちどのワードを選択するかを最初に決定する必
要があるが、これも開始点のY座標の下位4ビットの値
によって決定されるので計算は非常に簡単である。
【0005】タイリング・パターンを任意の大きさで扱
えるようにした場合には、処理はかなりめんどうにな
る。まず、ラインの描画開始点がタイリング・パターン
上のどの点に対応するかを求めるために、描画開始点な
X座標をタイリング・パターンの横幅で除算して剰余を
求めこれをパターン上のx座標とし、描画開始点のY座
標をタイリング・パターンの縦幅で除算し剰余を求めこ
れをパターン上のy座標とする計算を行うのである。し
たがって、除算を2度行うことになる。一般に除算は足
し戻し法という方法で行う。足し戻し法とは、まず、被
除数と除数の桁合わせをするために、除数を左に1ビッ
トずつシフトし、被除数を越えるまでのシフト回数を計
算する。つぎに、除数を右シフトをしながら被除数から
減算する。この際、結果が負数になれば除数を足し戻
す。このシフトおよび減算を、先に求めたシフト回数分
繰り返し最終的に残った値が剰余になる。
【0006】前述したように、最近のソフトウェアはデ
スク・トップ・パブリッシングとかデスク・トップ・プ
レゼンテーションなどという言葉に表されるように、精
細かつ美しい表現をとれるようになっている。したがっ
て、タイリング・パターンも当然任意の大きさが定義で
きるようになっており、この場合のスキャンライン・フ
ィルの性能が高速である必要がある。また、WYSIW
YG(What you see is what y
ou get)の思想が定着し、表示画面イメージと印
刷イメージを同一にすることが望まれるようになり、ま
たプリンタなどの印刷装置の解像度に依存せずに同じイ
メージを得るために、任意の解像度変換をできるように
なっている。異なる解像度の装置で同じイメージを得る
には、図形座標データの変換とともに、塗りつぶしパタ
ーンのサイズの変更が必要になる。したがって、任意に
タイリング・パターンを扱えることがますます重要にな
ってきている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スキャンラ
イン・フィルの応用には、数ドットの長さのスキャンラ
イン・フィルを連続的に描画する場合がある。代表的な
例として、文字の外形を直線や曲線で表し、その線分の
座標を原情報として有するアウトライン・フォントの描
画を考える。アウトライン・フォントはワードプロセッ
サなどの基本技術として定着しつつある。このアウトラ
イン・フォントの描画は、多角形内の塗りつぶしと見な
され、最終的には1水平ライン描画、すなわちスキャン
ライン・フィル処理になる。通常の文字を大きさが60
×60ドット程度なので、1ライン上に連続するドット
が数ドットになることが非常に多いことが容易にわか
る。さらに、スキャンダルラインに分解する際には近接
する線分が連続的に発生される。線分上を塗りつぶすこ
と自体は数ドット〜10数ドット程度なので非常に短時
間に処理することができるので、このような応用の場合
には、特に塗りつぶしパターンの参照開始点の算出をい
かに高速化するかがポイントとなる。従来の足し戻し法
によって剰余を求めると、除数と被除数の有効桁数の差
に比例して処理時間がかかるため、塗りつぶし自体が数
クロックで処理できたとしても、パターン参照開始点の
算出に数十クロックを要することになる。
【0008】本発明は、パターン参照開始点を求めるた
めに、前回の描画ラインの端点を基準とした相対座標を
利用することにより、剰余計算のオーバヘッドを軽減し
高速化を図ったものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述したように、パター
ン参照開始点の算出を高速化するために本発明の図形塗
りつぶし装置は、XY座標で定義されるメモリ上に、指
定されたパターンを参照しつつ1ライン単位で塗りつぶ
しを行う装置において、新たに塗りつぶしを行うライン
の端点の座標、前回塗りつぶしを行ったラインの端点の
座標、およびパターン参照点の座標を格納する座標格納
手段と、新たなラインを塗りつぶす際に、前記座標格納
手段に格納された新たなラインの端点の座標と、前回の
ラインの端点の座標を演算して新たなパターン参照点の
座標を求める座標計算手段と、前記パターン参照点の座
標に対応するメモリ上のアドレスを計算するパターン・
アドレス計算手段と、前記ラインの端点の座標に対応す
るメモリ上のアドレスを計算するライン・アドレス計算
手段と、前記パターン・アドレスから塗りつぶしパター
ンをリードし、前記ライン・アドレスからライン・デー
タをリードし、前記塗りつぶしパターンと前記ライン・
データ間で所定の演算を行った結果を前記ライン・アド
レスにライトするデータ処理手段と、前記パターン・ア
ドレスおよび前記ライン・アドレスを更新するアドレス
更新手段とを有しく構成される。
【0010】好ましくは、前記データ処理手段は、前記
ライン・アドレスからデータをリードすることを省略
し、前記塗りつぶしパターンをライン・アドレスに直接
ライトする手段を含んで構成される。
【0011】さらに、好ましくは、前記座標格納手段、
前記座標計算手段、前記パターン・アドレス計算手段、
前記ライン・アドレス計算手段および第1の実行制御部
を有する第1のプロセッサと、前記データ処理手段、前
記アドレス更新手段および第2の実行制御部を有する第
2のプロセッサとを備え、前記第1のプロセッサは処理
を完了すると、第2のプロセッサにパラメータを転送
し、転送を完了すると前記第2のプロセッサの処理が開
始されるように構成される。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
【0013】図1は本発明一実施例による前処理のフロ
ーチャート、図2はスキャンライン・フィルの説明図、
図3は本実施例の装置のブロック図、図4は塗りつぶし
処理のフローチャートである。
【0014】本実施例は、任意サイズのタイリング・パ
ターンをサポートするスキャンライン・フィルを比較的
簡単なハードウェア上で実現したものである。図1,2
を用いてタイリング・パターン参照点の算出、いわゆる
前処理の流れを説明する。
【0015】図2には、タイリング・パターンと塗りつ
ぶし対象領域のそれぞれの座標系を示してある。タイリ
ング・パターン座標系は、任意にあたえられたアドレス
“ORG”を座標原点とし、パターンの幅を“W”、高
さを“H”と定義する。したがって、“ORG”をかえ
ることにより様々なパターンをポインタ更新だけで選択
することができる。塗りつぶし対象領域座標系の原点は
タイリング・パターンとは独立に設定できる。今、すで
に塗りつぶしを終了したスキャンラインの始点を(ol
dXs、oldYs)、終点を(oldXe、oldY
s)とし、新しく塗りつぶしを行うスキャンラインの始
点を(newXs、newYs)、終点を(newX
e、newYs)とする。
【0016】図1で、フロー100と101においてタ
イリング・パターンの参照開始点のY座標“newY
p”を求める。フロー100のAは、前回処理したスキ
ャンラインのY座標“oldYs”と今回処理すべきス
キャンラインのY座標“newYs”の差と、前回参照
したタイリング・パターンの参照終了点のY座標“ol
dYp”を加えたものである。このAに対してタイリン
グ・パターンの高さ“H”で除算した剰余(mod)が
“newYp”となる。つぎに、フロー102と103
では、タイリング・パターンの参照開始点のX座標“n
ewXp”を求める。フロー102のBは、前回処理し
たスキャンラインの終点のX座標“oldXe”と今回
処理すべきスキャンラインの始点のX座標“newX
s”の差と、前回参照したタイリング・パターンの参照
終了点のX座標“oldXp”を加えたものである。こ
のBに対してタイリング・パターンの幅“W”で除算し
た剰余が“newXp”となる。つまり、前回参照点か
らの相対位置の計算により新たな参照開始点の座標を求
めるのである。この座標値にもとづいて実アドレスを求
めているのがフロー104である。ここで“PITC
H”とは、タイリング・パターン座標系の幅である。
【0017】次に図3をもとに、実際の動作について説
明する。1はパラメータ入力部、2はレジスタ・ファイ
ル、3は演算器、4はシーケンサ、5はメモリ制御部、
6はデータ処理部、10から17はバスである。なお、
シーケンサ4から各部に対して制御信号が出力されるが
図示していない。
【0018】この装置の入力は、バス10を介してパラ
メータ入力部1から入力され、レジスタ・ファイル2に
格納される。すべてのパラメータを入力すると処理を開
始する。なお、本装置のリセット時には、レジスタ・フ
ァイル内のすべてのレジスタ“0”に初期化されてい
る。さて、処理の流れはシーケンサ4によって制御さ
れ、レジスタ・ファイル2のアクセス、演算器3、メモ
リ制御部5、データ制御部6に対する動作タイミングや
選択信号などの制御信号は全てシーケンサ4から出力さ
れる。シーケンサ4には、図1で示したようなフローが
プログラムされている。
【0019】レジスタ・ファイル2には所定の順序で、
パラメータが格納される。フロー100を実行する際に
は、まず“oldYs”と“newYs”が格納された
番地をリードし演算器に入力する。このレジスタ・ファ
イル2の出力は、バス12および13を介して演算器の
2つの入力に接続されている。演算結果はバス14を介
してレジスタ・ファイル2のワーク用レジスタに格納さ
れる。ここまでが1クロックで処理される。次にワーク
用レジスタと“oldYp”が格納されているレジスタ
がリードされ演算器3において加算され、同様にして結
果がレジスタ・ファイル2内のワーク用レジスタに格納
される。フロー101では、ワーク用レジスタとタイリ
ング・パターンの高さ“H”が格納されているレジスタ
がリードされ、剰余計算を行い結果を“newYp”レ
ジスタに格納する。同様にフロー102、103におけ
るX座標についての計算も行う。求めた“newYp”
とパターン座標空間の幅“PITCH”を演算器3で乗
算し“newXp”を加える。さらに、パターンの格納
されている領域の原点“ORG”を加えると、パターン
・アドレス“PA”を求めることができる。
【0020】以上が前条件であり、以降実際の塗りつぶ
し処理を行う。塗りつぶし処理のフローを図4に示し
た。フロー200では、実際に塗りつぶしを行う領域の
描画アドレス“DA”(Drawing Addres
s)を求めている。“DP”はその領域の幅(Draw
ing Pitch)、“DORG”は原点である。フ
ロー201は塗りつぶしを行う画素数を求める。この値
は塗りつぶしルーチンのループ回数のカウンタとして使
用する。フロー202で番地“PA”からタイリング・
パターンをリードする。フロー203では、まず塗りつ
ぶし領域の番地“DA”からデータをリードし、先にリ
ードしたタイリング・パターンとあらかじめ指定された
演算を行い、演算した結果を“DA”番地に書き戻す処
理を行う。フロー204,205でループ回数をチェッ
クし、カウントが“0”になれば処理を終了する。フロ
ー206では、タイリング・パターンの参照点が最右点
かどうかをチェックする。その結果、最右点であればフ
ロー207,208によってタイリング・パターンの参
照点のX座標とアドレスを初期化する。最右点でなけれ
ばフロー209,210によってX座標、アドレスをと
もにインクリメントする。フロー211では、塗りつぶ
しアドレスを水平方向にインクリメントする。以上の処
理によりスキャンライン・フィルが行われる。
【0021】求めたアドレスはレジスタ・ファイル15
からバス15を介して、メモリ制御部5に転送され、さ
らに外部メモリ(図示せず)に対しバス16を介して出
力される。データ処理部6では、バス17を介して外部
メモリからデータを入出力する。
【0022】次に、本発明の第2の実施例について図面
を参照して詳細に説明する。
【0023】図5は本実施例の装置のブロック図、図6
はパイプライン処理の効果を示す図である。
【0024】図5において、20はパラメータ入力部、
21および22はレジスタ・ファイル、23および24
は演算器、25および26はシーケンサ、27はメモリ
制御部、28はデータ処理部、30はプリプロセッサ、
31はフィルプロセッサ、40から51はバス、60は
ビジー信号である。
【0025】本実施例はスキャンライン・フィル処理を
2つのプロセスに分け、それぞれのプロセスをプリプロ
セッサ、フィルプロセッサの2つのプロセッサに分担さ
せて処理を行う装置である。基本的のアルゴリズムは第
1の実施例と同様なので、ここでは2つのプロセッサが
どのように処理を分担するかについて説明する。
【0026】プリプロセッサでは図1のフロー100〜
104および図4のフロー200〜201を行う。その
結果として得られるパターン・アドレス“PA”、描画
アドレス“DA”、塗りつぶし画素数“C”、パターン
参照座標“Xp”、パターン幅“W”の5つのパラメー
タをピクセル・プロセッサに転送する。ピクセル・プロ
セッサの処理内容は第4図のフロー202〜211であ
る。
【0027】次に2つのプロセッサにした場合の動作に
ついて図5および図6を用いて説明する。パラメータ入
力は、バス40を介してパラメータ入力部20へデータ
が入力され、さらにバスを介してレジスタ・ファイル4
1にデータが格納されるまでの時間を示している。図の
“A”で示すタイミングである。データが全て入力され
ると、プリプロセッサ30が処理を開始する(図の
“B”のタイミング)。プリプロセッサはピクセル・プ
ロセッサ31で処理したデータを“C”のタイミングで
転送する。データが転送しおわると、ピクセル・プロセ
ッサが処理を開始する(“D”のタイミング)。一方、
プリプロセッサ31に対して新たなパラメータ入力を平
行して行うことができるので、“A→B→C→D”の順
で2本目のスキャンラインの塗りつぶし処理が進められ
る。
【0028】図6では、“A”、“B”、“C”の処理
は“D”の処理時間の隠されている。つまり、定常状態
に入るとパイプライン処理の効果により、全体の処理時
間がピクセル・プロセッサ処理時間“D”だけに依存す
ることがわかる。また、ピクセル・プロセッサの処理時
間よりプリプロセッサの処理時間が長い場合、つまり、
“A+B”の時間が“C+D”の時間より長かったとし
ても、全体の処理時間は“A+B”となる。したがっ
て、第1の実施例のように1つのプロセッサですべての
処理を行う場合に比べて、最大2倍の性能向上が見込め
る。第1の実施例に比べて、追加したのはシーケンサ2
6、レジスタ・ファイル22、演算器24などの一部の
ブロックであり、コスト・パフォーマンスが向上されて
いる。
【0029】第1の実施例の2倍の性能を得るために
は、全体の周波数を2倍に高速化することも考えられる
が、本装置そのものの価格も高価になるとともに、外部
に接続されるメモリとして、2倍も高価なチップを使用
しなければならず、システム全体の価格は非常に高価な
ものになる。
【0030】
【発明の効果】図1の右欄に示したように、従来の方法
では、フロー100と102は不要であったが、そのか
わり、フロー101では足し戻し法によるプログラム・
ループを5〜6回実行する必要がある。この根拠につい
て説明する。標準的なディスプレイの解像度が1280
×1024ビットであるので、画面の中央付近のX座標
の有効ビット長は10ビット、Y座標は9ビット前後に
なる。よく利用されるタイリング・パターンの有効ビッ
ト長は縦横とも4ビット前後であるので、シフト回数は
両者のビット長の差分、すなわち6ビットあり、したが
って、足し戻し処理のループがXに関して6回、Yに関
して5回必要であることを示している。塗りつぶしをす
る領域の座標が0に近いほどその回数はへるが、画面の
75%の部分は上述した回数に近い。
【0031】これに対し、本発明によれば、特にアウト
ライン・フォントのように近接した領域に連続して塗り
つぶしを行うような場合、フロー101と103はせい
ぜい1回の足し戻し処理ですむ。フロー101と103
の内部ループを構成する命令の実行クロック数が最低で
も10クロックは必要なので、従来はフロー全体で約1
20クロックもかかっていた。それが約4分の1の30
クロック程度に削減できるのである。前述したように、
塗りつぶし処理そのものが短いスキャンラインを描画す
る場合、20〜30クロックで終了することを考慮する
と、このような塗りつぶし参照開始点の算出の高速化が
非常に重要であることがわかる。
【0032】第1の実施例では、タイリング・パターン
の参照開始点を前回処理したスキャンラインの終点の参
照点を基に行ったが、これは前回のスキャンラインの参
照開始点であっても本発明の主旨を逸脱するものではな
い。タイリング・パターンの参照点を相対的に求める際
に、第1の実施例では描画するごとに描画点の座標Xを
更新したが、この処理が不要となる。
【0033】三角形フィルや四辺形フィル、台形フィ
ル、任意多角形フィルといった、より複雑な塗りつぶし
処理を行う際には、それらの図形の外形座標の計算をも
とに、いわゆるスキャンライン・コンバージョンという
処理を行う。例えば三角形フィルの場合、3辺のうちの
2辺のX座標をそれぞれ同じY座標ごとに発生すること
により、スキャンライン・フィルに処理を分解すること
になる。この処理をY座標を1ずつずらしながら行うも
のである。したがって、本発明のスキャンライン・フィ
ルは、その上位の座標計算部分と組合せることによっ
て、どのような図形の塗りつぶしにも有効に応用できる
ことは明白である。
【0034】第1、第2の実施例のメモリとのバス17
あるいは51は8ビットであった。これは、1画素あた
り8ビット、スナワチ256色表示のディスプレイを対
象としたからである。しかし、本発明の主旨によればこ
のビット数は16ビット、24ビットなど任意のビット
数であっても容易に実現できることは明白である。ま
た、1ワードの中に複数の画素が配置された、いわゆる
パックト・ピクセル構成メモリへの適用に関していえ
ば、データ処理部17あるいは28において、パターン
・データのシフトおよびマージ機構を追加することによ
って容易に対応できる。シフトおよびマージ機構につい
ては、矩形領域のデータ転送いわゆるビット・ブロック
・トランスファーの技術として市販のグラフィックス処
理用LSIなどで採用された周知の技術である。1画素
のビット数、ワード長は任意の組合せであっても対応で
きる。
【0035】また、本発明はデータ処理部17あるいは
28におけるラスタ・オペレーションの種類を制限する
ものではない。さらに、本実施例ではアドレスの算出を
演算部3あるいは23に内蔵したハードウェア乗算器を
使用して行っているが、加算を繰り返して行うマイクロ
プログラム制御型の乗算方法であっても、本発明の主旨
を逸脱するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の前処理のフローチャートで
ある。
【図2】スキャンライン・フィルの説明図である。
【図3】第1の実施例の装置のブロック図である。
【図4】塗りつぶし処理のフローチャートである。
【図5】第2の実施例の装置ブロック図である。
【図6】パイプライン処理の効果を示す図である。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 XY座標で定義されるメモリ上に、指定
    されたパターンを参照しつつ1ライン単位で塗りつぶし
    を行う装置において、新たに塗りつぶしを行うラインの
    端点の座標、前回塗りつぶしを行ったラインの端点の座
    標、およびパターン参照点の座標を格納する座標格納手
    段と、新たなラインを塗りつぶす際に、前記座標格納手
    段に格納された新たなラインの端点の座標と前回のライ
    ンの端点の座標とを演算して新たなパターン参照点の座
    標を求める座標計算手段と、前記パターン参照点の座標
    に対応するメモリ上のアドレスを計算するパターン・ア
    ドレス計算手段と、前記ラインの端点の座標に対応する
    メモリ上のアドレスを計算するライン・アドレス計算手
    段と、前記パターン・アドレスから塗りつぶしパターン
    をリードし、前記ライン・アドレスからライン・データ
    をリードし、前記塗りつぶしパターンと前記ライン・デ
    ータ間で所定の演算を行った結果を前記ライン・アドレ
    スにライトするデータ処理手段と、前記パターン・アド
    レスおよび前記ライン・アドレスを更新するアドレス更
    新手段とを有することを特徴とする図形塗りつぶし装
    置。
  2. 【請求項2】 前記データ処理手段は、前記ライン・ア
    ドレスからデータをリードすることを省略し、前記塗り
    つぶしパターンをライン・アドレスに直接ライトする手
    段を含んで構成されることを特徴とする請求項1記載の
    図形塗りつぶし装置。
  3. 【請求項3】 前記座標格納手段、前記座標計算手段、
    前記パターン・アドレス計算手段、前記ライン・アドレ
    ス計算手段および第1の実行制御部を有する第1のプロ
    セッサと、前記データ処理手段、前記アドレス更新手段
    および第2の実行制御部を有する第2のプロセッサとを
    備え、前記第1のプロセッサは処理を完了すると、第2
    のプロセッサにパラメータを転送し、転送を完了すると
    前記第2のプロセッサの処理が開始されるように構成さ
    れたことを特徴とする請求項1ないし2記載の図形塗り
    つぶし装置。
JP3226720A 1991-09-06 1991-09-06 図形塗りつぶし装置 Expired - Lifetime JP2757614B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3226720A JP2757614B2 (ja) 1991-09-06 1991-09-06 図形塗りつぶし装置
US07/940,187 US5299299A (en) 1991-09-06 1992-09-03 Scan line full figure filling device for display units and printers

Applications Claiming Priority (1)

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JP3226720A JP2757614B2 (ja) 1991-09-06 1991-09-06 図形塗りつぶし装置

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JPH0567216A JPH0567216A (ja) 1993-03-19
JP2757614B2 true JP2757614B2 (ja) 1998-05-25

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ID=16849572

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インターフェース、1985年10月号(昭和60年10月)CQ出版、浅野陽一他、「高機能グラフィック・コントローラ HD63484(ACRTC)の概要と活用技術(下)」p326−342

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