JP3330030B2

JP3330030B2 - データ処理装置

Info

Publication number: JP3330030B2
Application number: JP25903596A
Authority: JP
Inventors: 和彦立花
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 2002-09-30
Anticipated expiration: 2016-09-30
Also published as: JPH10105724A; US5898440A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ・グ
ラフィックス等に使用されるデータ処理装置に関し、特
に直線描画の際にアンチエリアシングを施す機能を備え
たデータ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンピュータ・グラフィックスに
おいて、ＤＤＡ（ＤｉｇｉｔａｌＤｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｉａｌａｎａｌｙｚｅｒ：差分生成器）を使って、図
１０に示すように、座標（Ｘ０，Ｙ０）から座標（Ｘ
１，Ｙ１）まで直線を描画しようとしたとき、各々のピ
クセル中に示した数字（１〜１２）の順番でピクセルが
描画される。同図では、横方向にＸ軸、縦方向にＹ軸に
とり、点線の格子は画面上の座標を表し、マス１個がピ
クセルを表している。

【０００３】このような直線を描画するためのアルゴリ
ズムとしては、ブレセンハム（ｂｒｅｓｅｎｈａｍ）の
アルゴリズムが一般的に知られている。図１１は、上記
図１０に示した直線を描画する際に用いるブレセンハム
のアルゴリズムをＣ言語ライクで記述したものである。

【０００４】同図において、直線の描画が開始されると
（ステップＳ１１１）、まず、その初期化として、Ｘの
変化量（ステップＳ１１２）、Ｙの変化量（ステップＳ
１１３）、ＹのＸに対する単位変化量（ステップＳ１１
４）、Ｘの初期座標（ステップＳ１１５）、及びＹの初
期座標（ステップＳ１１６）をそれぞれ設定すると共
に、ピクセルの中心から直線の中心までの距離ｄＭの初
期値として０．５を設定し（ステップＳ１１７）、さら
にピクセルの明るさを設定する（ステップＳ１１８）。

【０００５】次いで、直線の発生を行う。そのために、
ＸをＸ０からＸ１まで増加させる（ステップＳ１１
９）。その間に、座標（Ｘ，Ｙ）に輝度Ｉのピクセルを
描画し（ステップＳ１２０）、ｄｅｌｔａＹを蓄積し
（ステップＳ１２１）、ｄＭが１を越えたら（ステップ
Ｓ１２２）、Ｙを＋１インクリメントし（ステップＳ１
２３）、さらにｄＭをリセットして（ステップＳ１２
４）、終了する。

【０００６】このようなブレセンハムのアルゴリズムで
あれば、ＤＤＡへのインプリメントも容易に行うことが
できる。

【０００７】しかし、上述のような傾いた直線は階段状
のギザギザを生じる。これは、ジャギーと呼ばれるもの
で、このジャギーをなくすことをアンチエリアシングと
いう。直線のアンチエリアシングの方法については、Ｇ
ｕｐｔａ一Ｓｐｒｏｕｌｌ（グプタ・スプロール）の論
文であるＦｉｌｔｅｒｉｎｇＥｄｇｅｓｆｏｒＧｒ
ａｙ−ＳｃａｌｅＤｉｓｐｌａｙｓ（米国、Ｃｏｍｐ
ｕｔｅｒＧｒａｐｈｉｃｓ誌、Ｖｏｌｕｍｅ１５，Ｎ
ｕｍｂｅｒ３Ａｕｇｓｔ１９８１）に開示されたも
のがある。

【０００８】一般に直線は、上述の図１０に示すよう
に、ＤＤＡを使って１ピクセルずつ描画していくのだ
が、この論文によれば、本来、直線を描画する方向に対
して上下方向に１ピクセルずつ描画するところを、グラ
デーションをかけて３ピクセルずつ描画していく。すな
わち、３ピクセル分の幅を持った直線領域の中央部分に
位置するピクセルについては輝度値を比較的大きくし、
境界部分のピクセルは輝度値を小さくすることにより、
境界部分での輝度差を目立たなくし、ジャギーを解消す
るものである。

【０００９】この様子を図１２（ａ）に示す。同図の直
線ＴＡは座標（Ｘａ１，Ｙａ１）から座標（Ｘａ２，Ｙ
ａ２）まで、直線ＴＢは座標（Ｘｂ１，Ｙｂ１）から座
標（Ｘａ２，Ｙａ２）までの傾きを持って描画されてい
る。図１２（ａ）中の直線ＴＡのピクセルは、図１２
（ｂ）に示すように四角で表わされ、直線ＴＢで描画さ
れるピクセルは円で表わされている。また、これらのピ
クセルの輝度は、図１２（ｃ）に示すように５階調の輝
度値で表わされ、さらに図１２（ａ）中の各々のピクセ
ル中に示した数字はピクセルが描画される順番で、数字
に付いている「’」または「’’」は同時に描画される
ピクセルを表わしている。

【００１０】図１３は、上述のしたような直線描画を行
うための従来のデータ処理装置（グラフィックシステ
ム）の要部構成図である。

【００１１】このデータ処理装置は、直線のパラメ一タ
を与えるＭＰＵ１１１と、アンチエリアス機能を持った
直線を発生させるＤＤＡ１１２と、直線を描画するフレ
ームバッファ（ＶＲＡＭ）１１３と、フレームバッファ
１１３に描画された直線を画面に表示するＣＲＴ１１４
と、その制御を行うＣＲＴ制御装置１１５から構成され
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
論文に示されたアンチエリアシングの方法では、複数の
直線を描画する際に次のような問題点があった。

【００１３】図１２（ａ）の描画例に示すのように描画
する直線が離れている場合は問題ないのだが、その直線
が接近した場合、つまり図１４の描画例に示すように直
線ＴＡを描画して、次に直線ＴＢを描画したときに、直
線ＴＡと直線ＴＢが接近しているため、直線ＴＡと直線
ＴＢのアンチエリアシングのためのピクセルが重なって
しまう。なお、図１４において、ピクセルの形状やピク
セル輝度の階調を示す斜線表示は、上記図１２（ｂ），
（ｃ）と同様である。

【００１４】図１４中の太線で囲まれている部分Ｐが直
線ＴＡと直線ＴＢのピクセルの重なりを示している。こ
の場合、直線ＴＢが後に描画されているので、直線ＴＢ
のピクセルが上から描画されることになる。このとき、
直線ＴＡと直線ＴＢのアンチエリアシングのために描画
したピクセルのグラデーションに大きな差があると、ア
ンチエリアシングが正しく行なうことができなくなり、
描画した直線が不自然になる。

【００１５】より具体的に説明すると、図１４で直線Ｔ
Ａが描画された後に直線ＴＢが描画され、太線で囲まれ
ている部分Ｐが重なっているのだが、例えば、直線ＴＢ
の３番目のビクセルＢ３のグラデーションをかけたピク
セルＢ３”が、既に描画されている直線ＴＡの２番目の
ピクセルＡ２のグラデーションをかけたピクセルＡ２’
の上に描画する時、ピクセルＢ３”がピクセルＡ２’よ
り暗いと、描画した直線が不自然に見える。このような
問題は、直線が交差したときも同様に生じ得る。

【００１６】本発明は、上述の如き従来の問題点を解決
するためになされたもので、その目的は、直線のアンチ
エリアシングを行なった場合において、直線が接近また
は交差したときでも、アンチエリアシングを正しく行う
ことができるデータ処理装置を提供することである。ま
たその他の目的は、直線のアンチエリアシングを行なっ
た場合において、アンチエリアシングを正しく行い且つ
高速処理が可能なデータ処理装置を提供することであ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の特徴は、表示装置に表示する図形をビ
ットマップに対応して記憶する記憶装置と、アンチエリ
アス機能を持った直線のデータを生成し、この直線のデ
ータを前記記憶装置のビットマップ上に描画するデータ
生成手段とを備えたデータ処理装置において、これから
描画されるピクセルに対応した前記記憶装置のアドレス
から、既に描画されている色値を読み出す読み出し手段
と、前記記憶装置から読み出されたピクセルの色値とこ
れから描画されるピクセルの色値との大小比較を行い、
これから描画されるピクセルの色値の方が大きいときの
み、書き込み信号を出力する比較手段とを設け、前記記
憶装置は、前記比較手段から前記書き込み信号を受けた
ときに、これから描画されるピクセルの色値を書き込む
ように構成し、前記比較手段は、赤、緑、青の色値に対
応してそれぞれ前記大小比較を行う第１、第２及び第３
の比較器と、これら第１、第２及び第３の比較器の各比
較結果の多数決をとり、その多数決結果に応じて前記書
き込み信号を生成する多数決回路とで構成したことにあ
る。

【００１８】この第１の発明によれば、複数の直線のア
ンチエリアシングを行なった場合に、直線が接近または
交差してピクセルが重なったときでも、常に明るいピク
セルが描画されるので、アンチエリアシングが正しく行
われ、描画された直線は不自然に見えることはなくな
る。

【００１９】第２の発明の特徴は、上記第１の発明にお
いて、アンチエリアシングを施すために、直線を描画す
る方向に対して上下方向に３ピクセルを描画しその色値
を調節して２点間を結ぶ直線のデータを生成するように
前記データ生成手段を構成にしたことにある。

【００２０】この第２の発明によれば、１度に３ピクセ
ル描画する直線のアンチエリアシングにおいて、上記第
１の発明と同様に、直線の接近または交差時に、その描
画された直線が不自然に見えることはなくなる。

【００２１】第３の発明の特徴は、上記第１の発明にお
いて、アンチエリアシングを施すために、直線を描画す
る方向に対して上下方向に２ピクセルを描画しその色値
を調節して２点間を結ぶ直線のデータを生成するように
前記データ生成手段を構成にしたことにある。

【００２２】この第３の発明によれば、１度に２ピクセ
ル描画する直線のアンチエリアシングにおいて、上記第
１の発明と同様に、直線の接近または交差時に、その描
画された直線が不自然に見えることはなくなる。

【００２３】第４の発明の特徴は、表示装置に表示する
図形をビットマップに対応して記憶する記憶装置と、前
記記憶装置のビットマップ上で２点間を結ぶ直線を描画
するために、その描画されるピクセルのアドレスとその
色値を生成する色値生成手段と、この色値生成手段によ
って生成された色値を、該色値生成手段によって生成さ
れた前記記憶装置のアドレスにピクセルとして描画する
描画実行手段と、この描画実行手段で描画されるピクセ
ルの色値をアンチエリアシングのための所定の条件に応
じて変化させる色値変化手段とを備えたデータ処理装置
において、これから描画されるピクセルに対応した前記
記憶装置のアドレスから、既に描画されている色値を読
み出す読み出し手段と、前記記憶装置から読み出された
ピクセルの色値とこれから描画されるピクセルの色値と
の大小比較を行い、これから描画されるピクセルの色値
の方が大きいときのみ、書き込み信号を出力する比較手
段とを設け、前記記憶装置は、前記比較手段から前記書
き込み信号を受けたときに、これから描画されるピクセ
ルの色値を書き込むように構成にし、前記比較手段は、
赤、緑、青の色値に対応してそれぞれ前記大小比較を行
う第１、第２及び第３の比較器と、これら第１、第２及
び第３の比較器の各比較結果の多数決をとり、その多数
決結果に応じて前記書き込み信号を生成する多数決回路
とで構成したことにある。

【００２４】

【００２５】第５の発明の特徴は、表示装置に表示する
図形をビットマップに対応して記憶する記憶装置と、前
記記憶装置のビットマップ上で２点間を結ぶ直線を描画
するために、その描画されるピクセルのアドレスとその
色値を生成する色値生成手段と、この色値生成手段によ
って生成された色値を、該色値生成手段によって生成さ
れた前記記憶装置のアドレスにピクセルとして描画する
描画実行手段と、この描画実行手段で描画されるピクセ
ルの色値をアンチエリアシングのための所定の条件に応
じて変化させる色値変化手段とを備えたデータ処理装置
において、これから描画される前記記憶装置のピクセル
の色値を記憶する第１の記憶手段と、これから描画され
る前記ピクセルに対応した前記記憶装置のアドレスか
ら、既に描画されている色値を読み出して記憶する第２
の記憶手段と、前記第１の記憶装置中の色値と前記第２
の記憶装置中の色値との大小比較を行い、これから描画
するピクセルの色値の方が大きいときのみ、書き込み信
号を出力する比較手段とを設け、前記記憶装置は、前記
比較手段から前記書き込み信号を受けたときに、これか
ら描画するピクセルの色値を書き込むように構成にし、
前記比較手段は、赤、緑、青の色値に対応してそれぞれ
前記大小比較を行う第１、第２及び第３の比較器と、こ
れら第１、第２及び第３の比較器の各比較結果の多数決
をとり、その多数決結果に応じて前記書き込み信号を生
成する多数決回路とで構成したことにある。

【００２６】この第５の発明によれば、これから描画さ
れるピクセルの色値は第１の記憶手段に記憶される。一
方、そのピクセルのアドレスにおいて既に描画されてい
る色値は第２の記憶手段に記憶される。これにより、比
較手段は、第１の記憶装置中の色値と前記第２の記憶装
置中の色値との大小比較を的確に行うことができ、複数
の直線のアンチエリアシングを行なった場合に直線が接
近または交差してピクセルが重なったときでも、より正
確にアンチエリアシングを施すことができる。

【００２７】

【００２８】

【００２９】第６の発明の特徴は、上記第４または第５
の発明において、前記色値生成手段は、直線を描画する
方向に対して上下方向に３ピクセルのアドレスとその色
値を生成することにある。

【００３０】この第６の発明によれば、１度に３ピクセ
ル描画する直線のアンチエリアシングにおいて、直線の
接近または交差時に、その描画された直線が不自然に見
えることはなくなる。

【００３１】第７の発明の特徴は、上記第４または第５
の発明において、前記色値生成手段は、直線を描画する
方向に対して上下方向に２ピクセルのアドレスとその色
値を生成することにある。

【００３２】この第７の発明によれば、１度に２ピクセ
ル描画する直線のアンチエリアシングにおいて、直線の
接近または交差時に、その描画された直線が不自然に見
えることはなくなる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係
るデータ処理装置（グラフィックスシステム）の基本構
成を示すブロック図である。

【００３４】このデータ処理装置は、直線の描画を指示
して直線のパラメ一タ（座標データ等）を出力するＭＰ
Ｕ１を有し、その出力側には、ＤＤＡ２、フレームバッ
ファ（ＶＲＡＭ）３、ＣＲＴ制御装置４、及びＣＲＴ５
が順次接続されている。

【００３５】ＤＤＡ２は、ＭＰＵ１からの直線描画の指
示を受けて、アンチエリアス機能を持った直線のデータ
を生成し、この直線のデータをフレームバッファ３のビ
ットマップ上に描画するデータ生成手段として機能す
る。すなわち、ＤＤＡ２は、フレームバッファ３のビッ
トマップ上で２点間を結ぶ直線を描画するために、その
描画されるピクセルのアドレスとその輝度値を生成する
手段と、この手段によって生成された輝度値を、フレー
ムバッファ３のアドレスにピクセルとして描画する手段
と、この手段で描画されるピクセルの輝度値をアンチエ
リアシングのための所定の条件に応じて変化させる手段
とを備えている。

【００３６】そして、ＤＤＡ２中のこれらの手段は、後
述の図３に示すアルゴリズムに従って実行される。その
際、生成された制御信号及びアドレスはそれぞれのポー
トを通してフレームバッファ３へ直接供給されるように
なっている。

【００３７】フレームバッファ３は、ＣＲＴ５に表示す
る直線をビットマップに対応して記憶（描画）するもの
であり、例えば１２８０×１０２４個のピクセル（画
素）で構成されている。また、ＤＤＡ２とフレームバッ
ファ３との間には、本発明の特徴を成す記憶手段６、記
憶手段７及び比較器８が設けられている。

【００３８】記憶手段６は、ＤＤＡ２より、これから描
画するピクセルの輝度値を受取りこれを一時的に保持す
る機能を有し、例えばレジスタ等で構成されている。記
憶手段７は、フレームバッファ３の前記ピクセル（これ
から描画するピクセル）のアドレスから、既に描画され
ている輝度値を読み出して記憶する機能を有し、例えば
レジスタ等で構成されている。

【００３９】比較器８は、グレースケール用（ピクセル
は輝度だけで色がない）として後述の図２に示すような
構成を成し、前記記憶手段６中の輝度値ＳＡと前記記憶
手段７中の輝度値ＳＢとの大小比較を行い、これから描
画するピクセルの輝度値ＳＡの方が大きいときのみ、書
き込み信号ＷＲを活性化してフレームバッファ３のライ
トイネーブル端子へ出力する。そして、フレームバッフ
ァ３は、比較器８から書き込み信号ＷＲを受けたとき
に、これから描画するピクセルの輝度値ＳＡを記憶手段
６からトライステートバッファ９を通して書き込むよう
に働く。

【００４０】また、ＣＲＴ制御装置４は、フレームバッ
ファ３のシリアルポートを制御し、このシリアルポート
より描画データを受取り、ＣＲＴ５に表示するようにな
っている。

【００４１】図２は、図１中の比較器８の構成図であ
る。

【００４２】前記比較器８は、減算器１１で構成され、
その入力Ａ（輝度値ＳＡ）と入力Ｂ（輝度値ＳＢ）の差
を取り、Ａ≧Ｂの時は１（書き込み信号ＷＲの活性時）
を、Ａ＜Ｂの時は０（書き込み信号ＷＲの非活性時）を
出力する。この減算器１１の入力Ａには記憶手段６の出
力端が、入力Ｂには記憶手段７の出力端がそれぞれ接続
されている。

【００４３】図３は、１度に３ピクセル描画する直線の
アンチエリアシングのためのアルゴリズムをＣ言語ライ
クで記述した例を示す図であり、このアルゴリズムは、
図１中のＤＤＡ２にインプリメントされているものとす
る。

【００４４】本例は、座標（Ｘ０，Ｙ０）から座標（Ｘ
１，Ｙ１）までの直線を輝度Ｉ０で描画する場合を示す
もので、描画する輝度は、ｄＭ，ｄｘ，ｄｙなどの関数
で表わされ、関数ｆはそれぞれのアンチエリアスの方法
により決定し、ここでは輝度ＩはＩ０＊ｆ（ｄＭ，Ｙ）
で決定されることとする。

【００４５】まず、同図において、アンチエリアシング
を行う直線の描画が開始されると（ステップＳ１１）。
まず、その初期化として次の設定を行う。Ｘの変化量ｄ
ｘをＸ１−Ｘ０に（ステップＳ１２）、Ｙの変化量ｄｙ
をＹ１−Ｙ０にそれぞれ設定し（ステップＳ１３）、さ
らに、ＹのＸに対する単位変化量ｄｅｌｔａＹをｄｙ／
ｄｘに（ステップＳ１４）、Ｘの初期座標をＸ０に（ス
テップＳ１５）、Ｙの初期座標Ｙ０に（ステップＳ１
６）それぞれ設定する。加えて、ピクセルの中心から直
線の中心までの距離ｄＭの初期値として０．５を設定し
（ステップＳ１７）、またピクセルの明るさＩをＩ０に
設定する（ステップＳ１８）。

【００４６】次いで、直線の発生を行う。そのために、
ＸをＸ０からＸ１まで増加させる（ステップＳ１９）。
その間に、３点を描画するアンチエリアスを行うため、
座標（Ｘ，Ｙ＋１）に輝度Ｉのピクセルを描画し（ステ
ップＳ２０）、座標（Ｘ，Ｙ）に輝度Ｉのピクセルを描
画し（ステップＳ２１）、座標（Ｘ，Ｙ−１）に輝度Ｉ
のピクセルを描画し（ステップＳ２２）、ｄｅｌｔａＹ
を蓄積し（ステップＳ２３）、ｄＭが１を越えたら（ス
テップＳ２４）、Ｙを＋１インクリメントし（ステップ
Ｓ２５）、さらにｄＭをリセットして（ステップＳ２
６）、終了する。

【００４７】以上のように、アンチエリアシングを行な
う直線描画は先に述べた直線描画と基本的に同じで、輝
度を求める関数ｆを付け加えることで実現できる。この
アルゴリズムのハードウェアへのインプリメントは注意
することがある。それはこの関数ｆをハードウェアにイ
ンプリメントすると、非常に複雑で大きなハードウェア
になる点であり、輝度を決める関数ｆはアンチエリアス
の方法により代わってくるが、前述したグプタ・スプロ
ールの方法では平方根、乗算などが必要となる。このよ
うな場合は、テーブルを用いて計算を簡略化することな
どの改善方法をとる。

【００４８】次に、本実施形態の動作を説明する。

【００４９】ＭＰＵ１は、直線の始点及び終点の座標と
直線の輝度をＤＤＡ２へ渡し、描画開始の信号を出力す
る。これを受けたＤＤＡ２は描画するピクセルのＸ−Ｙ
座標及び輝度を生成し、直線を描画していく。

【００５０】まず、ＤＤＡ２は描画するピクセルの輝度
を記憶手段６に書き込む。それと同時にＤＤＡ２は描画
する座標に対応したアドレスをフレームバッファ３に出
し、既に描画されているピクセルの輝度データを読み出
し、記憶手段７に書き込む。

【００５１】次いで、比較器８は、記憶手段６と記憶手
段７内の輝度データの大小比較を行い、記憶手段６の輝
度値が大きいとき、つまりこれから描画する方が明るい
とき、フレームバッファ３へ活性化された書き込み信号
ＷＲを出力する。その結果、トライステートバッファ９
が出力状態となり、記憶手段６の値、つまりこれから描
画するＤＤＡ２で生成されたピクセルの輝度がフレーム
バッファ３に書き込まれる。

【００５２】一方、比較器８の前記大小比較により記憶
手段７の値の方が大きいとき、つまり既に描画されてい
る方が明るいときは、フレームバッファ３への書き込み
信号ＷＲは活性化しない。その結果、トライステートバ
ッファ９は非出力状態となり、記憶手段６の値、すなわ
ちこれから描画するＤＤＡ２で生成されたピクセルの輝
度はフレームバッファ３に書き込まれない。以上の動作
を直線を描画し終えるまで行う。

【００５３】先の図１４に示す例で説明すると、例え
ば、直線ＴＢの３番目のビクセルＢ３のグラデーション
をかけたピクセルＢ３”が、既に描画されている直線Ｔ
Ａの２番目のピクセルＡ２のグラデーションをかけたピ
クセルＡ２’の上に描画する時、ピクセルＢ３”がピク
セルＡ２’より暗いと、描画した直線が不自然に見え
る。そこで、ピクセルＢ３”を描画する前に、ピクセル
Ａ２’の輝度値を読み出してきて、ピクセルＢ３”とピ
クセルＡ２’の輝度値を比較して、ピクセルＢ３”が明
るい場合はピクセルＢ３”を描画し、ピクセルＡ２’が
明るい場合はピクセルＢ３”は描画しないようにする。
このように描画するピクセルと既に描画されているピク
セルの明るさを比べて、これから描画するピクセルが、
既に描画されているピクセルより明るい時だけそのピク
セルを描画する。

【００５４】このように、本実施形態においては、複数
の直線のアンチエリアシングを行なった場合に、先の図
１４に示すように直線が接近または交差してピクセルが
重なったときでも、常に明るいピクセルが描画されるの
で、描画された直線は不自然に見えることはなくなる。

【００５５】図４は、図１中の比較器８の他の構成例
（第１の例）を示す図である。

【００５６】上記した比較器８は、グレースケール用と
して構成されたものであったが、本例では、ピクセルが
色を持っている場合の比較器つまりＲ，Ｇ，Ｂ（赤、
緑、青）対応の比較器を示す。

【００５７】この比較器８は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ専用
に減算器２１，２２，２３を持ち、各々の色同士で比較
し、その結果を多数決回路２４で判断し、書き込み信号
ＷＲを生成する。各減算器２１，２２，２３の一方入力
Ａｒ，Ａｇ，Ａｂには、記憶手段６の輝度データＳＡが
共通して供給され、他方入力Ｂｒ，Ｂｇ，Ｂｂには、記
憶手段７の輝度データＳＢが共通して供給される。

【００５８】減算器２１は、入力Ａｒと入力Ｂｒの差を
取り、Ａｒ≧Ｂｒの時に１を、Ａｒ＜Ｂｒの時に０を出
力する。同様に、減算器２２は、Ａｇ≧Ｂｇの時に１
を、Ａｇ＜Ｂｇの時に０を出力し、減算器２３は、Ａｂ
≧Ｂｂの時に１を、Ａｂ＜Ｂｂの時に０を出力する。

【００５９】多数決回路２４は、３入力ＡＮＤゲート２
４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと、これらの出力端に接
続された４入力ＯＲゲート２４ｅとで構成されている。
３入力ＡＮＤゲート２４ａ〜２４ｄのうちのＡＮＤゲー
ト２４ｂ〜２４ｄは、それぞれ１つ入力がアクティブ
“Ｌ”となっている。そして、ＯＲゲート２４ｅの出力
端から書き込み信号ＷＲが出力される。

【００６０】このようなＲ，Ｇ，Ｂ（赤、緑、青）対応
のデータ処理装置は、図１に示すデータ処理装置におい
て、比較器８を図４に示すものに代えるだけで機能する
ことになる。

【００６１】図５は、図１中の比較器８の他の構成例
（第２の例）を示す図である。

【００６２】上記した比較器８は、グレースケール用ま
たはカラー（Ｒ，Ｇ，Ｂ）用いずれか一方として構成さ
れたものであったが、本例では、グレースケールとカラ
ー（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の両方に対応した比較器を示す。本例
の比較器８は、図４に示した構成において、多数決回路
２４のＡＮＤゲートを４入力にし、新たに２入力のＡＮ
Ｄゲートを付加した。大小比較のための３個の減算は、
１個の減算器として使うために、それぞれの減算器にキ
ャリーを伝搬させるため、ＣｉｎまたＣｏｕｔを付加
し、キャリーの伝搬を制御するＡＮＤゲートを付加し
た。これらにグレースケール／カラーを切替える、モー
ド切替え信号ＭＯＤを供給するように構成した。モード
切替え信号ＭＯＤが”１”のときはカラーモードとな
り、”０”のときはグレースケールモードに切替えられ
る。このモード切替え信号ＭＯＤはＤＤＡ２またはＭＰ
Ｕ１で生成するものとする。

【００６３】このようなカラー／グレースケールの両方
に対応したデータ処理装置は、図１に示すデータ処理装
置において、比較器８を図５に示したもの置き換えるこ
とで、機能することになる。

【００６４】但し、Ｒ，Ｇ，Ｂとグレースケールのデー
タの対応は、例えば図６に示すようになっている必要が
ある。すなわち、グレースケール及びＲ，Ｇ，Ｂがそれ
ぞれ２４ビットで表わされているものとする（Ｒ，Ｇ，
Ｂについては、Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅがそれぞ
れ８ビット）。この場合、グレースケールでは、ｂｉｔ
２３側が最上位ビットで、Ｒ，Ｇ，Ｂでは上位ビット側
がＲｅｄで順にＧｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅとなっている必要
がある。

【００６５】次に、本発明の第２実施形態を説明する。

【００６６】図７は、本発明の第２実施形態に係るデー
タ処理装置の基本構成を示すブロック図である。

【００６７】本実施形態は、３次元のグラフィックシス
テムに本発明を組み込んだ場合に例を示すものである。
本第２実施形態においても上記第１実施形態と同じアル
ゴリズムで直線のアンチエリアシングを行う。

【００６８】図７に示すように、本実施形態のデータ処
理装置は、上記第１実施形態のＭＰＵ１、ＤＤＡ２、フ
レームバッファ３、ＣＲＴ制御装置４、及びＣＲＴ５と
それぞれ同様の機能を持ったＭＰＵ３１、ＤＤＡ３２、
フレームバッファ３３、ＣＲＴ制御装置３４、及びＣＲ
Ｔ３５を備えている。これに加えて、３次元グラフィッ
クスを実現するためのＺバッファ３６と、ピクセルの輝
度を比較する本発明の特徴を成す比較器３７とが設けら
れている。

【００６９】Ｚバッファ３６は、ワークメモリとして使
われ、フレームバッファ３３と全く同じデータが書き込
まれるようになっている。すなわち、ＤＤＡ３２のアド
レスポートは、フレームバッファ３３及びＺバッファ３
６の各アドレスポートに接続され、ＤＤＡ３２のランダ
ムポート制御用端子は、フレームバッファ３３及びＺバ
ッファ３６の各ランダムポート制御用端子に接続され、
さらにＤＤＡ３２の輝度データ用端子は、フレームバッ
ファ３３及びＺバッファ３６の各ランダムポートに接続
されている。

【００７０】そして、ＤＤＡ３２のシリアルポート制御
用端子は、Ｚバッファ３６のシリアルポート制御用端子
に接続されている。Ｚバッファ３６のシリアルポートは
比較器３７の一方入力端に接続され、その他方入力端に
はＤＤＡ３２の輝度データ用端子が接続されている。さ
らに、比較器３７の出力端がフレームバッファ３３及び
Ｚバッファ３６の各ライトイネーブルに接続されてい
る。

【００７１】上記のように、本発明は従来の３次元のグ
ラフィックスシステムに僅かな機能（比較器３７）を付
け加えるだけで容易に実現することができる。

【００７２】次に、第２実施形態の動作について説明す
る。

【００７３】ＭＰＵ３１は、描画する直線の始点と終点
の座標をＤＤＡ３２に渡し、直線描画を始める信号を出
力する。ＤＤＡ３２がこれを受けて、直線描画のための
ピクセルのデータを生成する。ＤＤＡ３２は、まず描画
するピクセルのアドレスを生成し、フレームバッファ３
３とＺバッファ３６に渡す。

【００７４】すると、Ｚバッファ３６からは、既に描画
したピクセルの輝度がシリアルポートを通して読み出さ
れ、比較器３７の一方入力端に入力される。また、ＤＤ
Ａ３２より、これから描画するピクセルの輝度が同じく
比較器３７の他方入力端に入力され、既に描画されてい
たピクセルの輝度とこれから描画するピクセルの輝度の
大小が比較される。

【００７５】その比較した結果、これから描画するピク
セルの輝度が大きいとき、つまり明るいときは、比較器
３７から書き込み信号ＷＲが出力され、これから描画す
るピクセルがフレームバッファ３３及びＺバッファ３６
に書き込まれる。また、既に書き込まれたピクセルの輝
度の方が明るいときは、書き込み信号ＷＲは出されず、
フレームバッファ３３及びＺバッファ３６には何も書き
込まれない。このようにして、直線を描画していく。

【００７６】第２実施形態では、Ｚバッファ３６をワー
クメモリとして使って、フレームバッファ３３と全く同
じデータが書き込まれるようになっている。そのため、
既に描画したピクセルの輝度データを早く読み出せ、こ
れから描画するピクセルの輝度データと直ぐに比較がで
きる。

【００７７】さらに、上記第１実施形態のように読み出
した輝度データを記憶手段に一時保持させないで、比較
器３７に直接入力して書き込み信号ＷＲを出しているの
で、高速に処理を行なうことができる。

【００７８】また、第２実施形態でも、図４に示す比較
器を使えばカラーのデータも扱え、さらに図５に示す比
較器を使用すれば、カラー／グレイスケール両方のデー
タにも対応できる。

【００７９】次に、本発明の第３実施形態を説明する。

【００８０】上記第１及び第２実施形態では、ＤＤＡ
は、アンチエリアスのために３点描画するが、本実施形
態は、このＤＤＡのアルゴリズムを変えて、２点描画す
ることでアンチエリアスを行うようにしたものである。

【００８１】例えば２点描画するアルゴリズムは、図８
に示すようになる。

【００８２】図８は、１度に２ピクセル描画する直線の
アンチエリアシングのためのアルゴリズムをＣ言語ライ
クで記述した例を示す図である。

【００８３】本例は、座標（Ｘ０，Ｙ０）から座標（Ｘ
１，Ｙ１）までの直線を輝度Ｉ０で描画する場合を示す
もので、描画する輝度は、ｄＭ，ｄｘ，ｄｙなどの関数
で表され、関数ｆはそれぞれのアンチエリアスの方法に
より決定し、ここでは輝度ＩはＩ０＊ｆ（ｄＭ，Ｙ）で
決定されることとする。

【００８４】まず、同図において、アンチエリアシング
を行う直線の描画が開始されると（ステップＳ３１）、
まず、その初期化として次の設定を行う。Ｘの変化量ｄ
ｘをＸ１−Ｘ０に（ステップＳ３２）、Ｙの変化量ｄｙ
をＹ１−Ｙ０にそれぞれ設定し（ステップＳ３３）、さ
らに、ＹのＸに対する単位変化量ｄｅｌｔａＹをｄｙ／
ｄｘに（ステップＳ３４）、Ｘの初期座標をＸ０に（ス
テップＳ３５）、Ｙの初期座標Ｙ０に（ステップＳ３
６）それぞれ設定する。加えて、ピクセルの中心から直
線の中心までの距離ｄＭの初期値として０．５を設定し
（ステップＳ３７）、またピクセルの明るさＩをＩ０に
設定する（ステップＳ３８）。

【００８５】次いで、直線の発生を行う。そのために、
ＸをＸ０からＸ１まで増加させる（ステップＳ３９）。
その間に、２点を描画するアンチエリアスを行う。すな
わち、ｄＭが正であると（ステップＳ４０）、（Ｘ，
Ｙ）と（Ｘ，Ｙ＋１）を描画する（ステップＳ４１，Ｓ
４２）。また、ｄＭが負であると（ステップＳ４３）、
（Ｘ，Ｙ）と（Ｘ，Ｙ−１）を描画する（ステップＳ４
４，Ｓ４５）。そして、ｄｅｌｔａＹを蓄積し（ステッ
プＳ４６）、ｄＭが１を越えたら（ステップＳ４７）、
Ｙを＋１インクリメントし（ステップＳ４８）、さらに
ｄＭをリセットして（ステップＳ４９）、終了する。

【００８６】このように、ｄＭは直線との距離を表すも
のであるので、このｄＭの値を使って描画を行ってい
る。ｄＭ＞＝０のときは、描画するピクセルとその上側
のピクセルを描画し、ｄＭ＜０のときは、描画するピク
セルとその下側のピクセルを描画する。ピクセルの輝度
（色）値は、これもｄＭの値を使い、直線が幅を持って
いると考えると、ｄＭは直線のピクセル占有率と考える
ことができる。図９（ａ）は、このルールに従って直線
ＴＡを描画した例を示している。

【００８７】なお、図９（ａ）中の直線ＴＡのピクセル
は、図９（ｂ）に示すように四角で表されている。ま
た、これらのピクセルの輝度は、図９（ｃ）に示すよう
に５階調の輝度値で表され、さらに図９（ａ）中の各々
のピクセル中に示した数字はピクセルが描画される順番
で、数字に付いている「’」は同時に描画されるピクセ
ルを表わしている。

【００８８】上記２点描画によるアンチエリアスを行う
直線描画は、上記図１または図７に示す構成において、
ＤＤＡ２のアルゴリズムを変えるだけで実現することが
できる。このようなの２点描画の場合においても、直線
が接近または交差してピクセルが重なったとき、常に明
るいピクセルが描画されるので、描画された直線は不自
然に見えることはなくなる。

【００８９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、複数の直線のアンチエリアシングを行なった場合
に、直線が接近または交差してピクセルが重なったとき
でも、アンチエリアシングが正しく行われ、描画された
直線が不自然に見えるのを回避することが可能になる。

【００９０】

【００９１】

【００９２】

【００９３】

【００９４】

【００９５】

【００９６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るデータ処理装置の
基本構成を示すブロック図である。

【図２】図１中の比較器８の構成図である。

【図３】第１実施形態に係るアルゴリズムをＣ言語ライ
クで記述した例を示す図である。

【図４】図１中の比較器８の他の構成例（第１の例）を
示す図である。

【図５】図１中の比較器８の他の構成例（第２の例）を
示す図である。

【図６】図５の例におけるＲ，Ｇ，Ｂとグレースケール
のデータの対応を示す図である。

【図７】本発明の第２実施形態に係るデータ処理装置の
基本構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の第３実施形態に係るアルゴリズムをＣ
言語ライクで記述した例を示す図である。

【図９】第３実施形態に係る直線描画例を示す図であ
る。

【図１０】ＤＤＡによる直線の発生を示す図である。

【図１１】図１０に示す直線を描画する際のアルゴリズ
ムをＣ言語ライクで記述した例を示す図である。

【図１２】従来のアンチエリアシングを行った直線描画
例を示す図である。

【図１３】従来のデータ処理装置の要部構成図である。

【図１４】アンチエリアシングを行った直線が接近した
例を示す図である。

【符号の説明】

１，３１ＭＰＵ２、３２ＤＤＡ３，３３フレームバッファ４，３４ＣＲＴ制御装置５，３５ＣＲＴ６，７記憶手段８，３７比較器３６ＺバッファＷＲ書き込み信号

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表示装置に表示する図形をビットマップ
に対応して記憶する記憶装置と、アンチエリアス機能を
持った直線のデータを生成し、この直線のデータを前記
記憶装置のビットマップ上に描画するデータ生成手段と
を備えたデータ処理装置において、これから描画されるピクセルに対応した前記記憶装置の
アドレスから、既に描画されている色値を読み出す読み
出し手段と、前記記憶装置から読み出されたピクセルの色値とこれか
ら描画されるピクセルの色値との大小比較を行い、これ
から描画されるピクセルの色値の方が大きいときのみ、
書き込み信号を出力する比較手段とを設け、前記記憶装置は、前記比較手段から前記書き込み信号を
受けたときに、これから描画されるピクセルの色値を書
き込むように構成し、前記比較手段は、赤、緑、青の色値に対応してそれぞれ
前記大小比較を行う第１、第２及び第３の比較器と、こ
れら第１、第２及び第３の比較器の各比較結果の多数決
をとり、その多数決結果に応じて前記書き込み信号を生
成する多数決回路とで構成したことを特徴とするデータ
処理装置。
【請求項２】前記データ生成手段は、アンチエリアシ
ングを施すために、直線を描画する方向に対して上下方
向に３ピクセルを描画しその色値を調節して２点間を結
ぶ直線のデータを生成する構成にしたことを特徴とする
請求項１記載のデータ処理装置。
【請求項３】前記データ生成手段は、アンチエリアシ
ングを施すために、直線を描画する方向に対して上下方
向に２ピクセルを描画しその色値を調節して２点間を結
ぶ直線のデータを生成する構成にしたことを特徴とする
請求項１記載のデータ処理装置。
【請求項４】表示装置に表示する図形をビットマップ
に対応して記憶する記憶装置と、前記記憶装置のビット
マップ上で２点間を結ぶ直線を描画するために、その描
画されるピクセルのアドレスとその色値を生成する色値
生成手段と、この色値生成手段によって生成された色値
を、該色値生成手段によって生成された前記記憶装置の
アドレスにピクセルとして描画する描画実行手段と、こ
の描画実行手段で描画されるピクセルの色値をアンチエ
リアシングのための所定の条件に応じて変化させる色値
変化手段とを備えたデータ処理装置において、これから描画されるピクセルに対応した前記記憶装置の
アドレスから、既に描画されている色値を読み出す読み
出し手段と、前記記憶装置から読み出されたピクセルの色値とこれか
ら描画されるピクセルの色値との大小比較を行い、これ
から描画されるピクセルの色値の方が大きいときのみ、
書き込み信号を出力する比較手段とを設け、前記記憶装置は、前記比較手段から前記書き込み信号を
受けたときに、これから描画されるピクセルの色値を書
き込むように構成にし、前記比較手段は、赤、緑、青の色値に対応してそれぞれ
前記大小比較を行う第１、第２及び第３の比較器と、こ
れら第１、第２及び第３の比較器の各比較結果の多数決
をとり、その多数決結果に応じて前記書き込み信号を生
成する多数決回路とで構成したことを特徴とするデータ
処理装置。
【請求項５】表示装置に表示する図形をビットマップ
に対応して記憶する記憶装置と、前記記憶装置のビット
マップ上で２点間を結ぶ直線を描画するために、その描
画されるピクセルのアドレスとその色値を生成する色値
生成手段と、この色値生成手段によって生成された色値
を、該色値生成手段によって生成された前記記憶装置の
アドレスにピクセルとして描画する描画実行手段と、こ
の描画実行手段で描画されるピクセルの色値をアンチエ
リアシングのための所定の条件に応じて変化させる色値
変化手段とを備えたデータ処理装置において、これから描画される前記記憶装置のピクセルの色値を記
憶する第１の記憶手段と、これから描画される前記ピクセルに対応した前記記憶装
置のアドレスから、既に描画されている色値を読み出し
て記憶する第２の記憶手段と、前記第１の記憶装置中の色値と前記第２の記憶装置中の
色値との大小比較を行い、これから描画するピクセルの
色値の方が大きいときのみ、書き込み信号を出力する比
較手段とを設け、前記記憶装置は、前記比較手段から前記書き込み信号を
受けたときに、これから描画するピクセルの色値を書き
込むように構成にし、前記比較手段は、赤、緑、青の色値に対応してそれぞれ
前記大小比較を行う第１、第２及び第３の比較器と、こ
れら第１、第２及び第３の比較器の各比較結果の多数決
をとり、その多数決結果に応じて前記書き込み信号を生
成する多数決回路とで構成したことを特徴とするデータ
処理装置。
【請求項６】前記色値生成手段は、直線を描画する方
向に対して上下方向に３ピクセルのアドレスとその色値
を生成することを特徴とする請求項４または５記載のデ
ータ処理装置。
【請求項７】前記色値生成手段は、直線を描画する方
向に対して上下方向に２ピクセルのアドレスとその色値
を生成することを特徴とする請求項４または５記載のデ
ータ処理装置。