JP4367511B2 - 文字描画装置、表示装置及び印刷装置 - Google Patents
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Description
そこで、本発明はより高速に文字を描画することを目的とする。
(1)実施形態の構成
図1は、画像表示装置1のハードウェア構成を示した図である。
図示のように、画像表示装置1は、CPU10と、フォントプロセッサ11と、入力装置12と、表示体コントローラ13と、表示体14と、ROM(Read Only Memory)15と、RAM(Random Access Memory)16と、VRAM(Video Random Access Memory)17と、不揮発性メモリ18と、バスコントローラ19とを備えている。
CPU10は、ROM15に記憶されている制御プログラムを読み出してRAM16に展開し、その制御プログラムに記述された手順に従って処理を実行する。ROM15には、アウトライン形式のフォントデータ(以下、「アウトラインデータ」という)と文字コードとが対応付けられて記憶されている。RAM16は、必要に応じてRAM16−1と16−2とに論理的に分割された作業エリアを有し、異なるモジュールからそれぞれに独立したアクセスが可能となる。なお、以下の説明において、RAM16−1と16−2とを特に区別する必要がない場合は、これらを総称して「RAM16」で表す。
図示のように、フォントプロセッサ11は、輪郭描画モジュール110と、塗りつぶし描画モジュール111と、背景合成・転送モジュール112と、外部バスコントローラ113と、内部バスコントローラ114と、内部メモリ115と、ブリッジ116と、第1のバスである内部バスB-1と、第2のバスである内部バスB-2とを備えている。なお、内部メモリ115は、内部メモリ115−1と115−2との作業エリアに論理的に分割されており、すなわち、異なるモジュールから独立したアクセスが可能な構成を有している。なお、以下の説明において、内部メモリ115−1と115−2とを特に区別する必要がない場合には、これらを総称して「内部メモリ115」という。また、内部メモリ115とRAM16とを、必要に応じて「メモリ」と総称する。
第1の描画手段である輪郭描画モジュール110は、内部バスB-1及び内部バスB-2に接続されている。輪郭描画モジュール110は、外部バスB及び内部バスB-1を介してROM15から供給されるアウトラインデータに基づいて、文字の輪郭を表すビットマップ形式の画像データ(以下、「輪郭データ」という)を生成する(つまり輪郭を描画する)。そして、輪郭描画モジュール110は、生成した輪郭データを、CPU10によって選択されたメモリ(RAM16又は内部メモリ115)上に書き込む。輪郭描画モジュール110がRAM16上に輪郭データを書き込む場合には、内部バスB-1及び外部バスBを介してRAM16上に輪郭を書き込む。一方、輪郭描画モジュール110が、内部メモリ115上に輪郭を書き込む場合には、内部バスB-2を介して内部メモリ115上に輪郭データを書き込む。
P=(1−t)A+tB
Q=(1−t)2C+2t(1−t)D+t2E
tは、0≦t≦1の範囲で連続的に変化する媒介変数である。直線A−Bにおいて、t=0の場合には点Pは点Aに一致し、t=1の場合には点Pは点Bに一致する。同様に、2次ベジエ曲線C−D−Eにおいて、t=0の場合には点Qは点Cに一致し、t=1の場合には点Qは点Eに一致する。
図5に示すように、アウトラインデータは、各制御点に対して昇順に割り当てられた「制御点番号」と、その制御点の種別(オンカーブ制御点かオフカーブ制御点か)と、その制御点の平面上の「位置」(X,Y座標)との集合によって表されている。これらのアウトラインデータによって1つの文字の輪郭が表わされる。さらに、1つのアウトラインデータに対しては、そのアウトラインデータに含まれるコンターの総数と、各々のコンターの終端となる制御点番号とが対応付けられている。例えば図6に示すように、「D」というアルファベットの輪郭は、2つのコンターc1,c2によって表されているから、図5に示すとおり、コンターの総数は「2」である。また、コンターc1においては、コンターの終端となる制御点番号は「7」であり、コンターc2においては、コンターの終端となる制御点番号は「11」である。よって、図4に示すとおり、コンターの終端となる制御点番号は「7,11」である。
輪郭描画モジュール110は、上述したようにして、アウトラインデータを解釈して輪郭を算出し、算出した輪郭を表すビットマップの画像データを生成することで、文字の輪郭を描画する。そして、輪郭描画モジュール110は、その描画結果であるビットマップデータを(輪郭データ)として、CPU10によって選択されたメモリに書き込む。
以上のようにして輪郭データが書き込まれると、第2の描画手段である塗りつぶし描画モジュール111は、CPU10によって選択されたメモリ(RAM16又は内部メモリ115)から文字の輪郭データを読み出す。そして、塗りつぶし描画モジュール111は、輪郭データによって表される輪郭によって囲まれた領域を有色画素で塗りつぶした画像データを生成することで、文字を描画する。輪郭描画モジュール110がRAM16から輪郭データを読み出して文字を描画する場合には、RAM16から外部バスB、内部バスB-1、ブリッジ116及び内部バスB-2を介して輪郭データを読み出す。一方、輪郭描画モジュール110が内部メモリ115から輪郭データを読み出して文字を描画する場合には、内部メモリ115から内部バスB-2を介して輪郭データを読み出す。
塗りつぶし描画モジュール111は、内部メモリ115上またはRAM16上に書き込まれた輪郭データを読み出し、この輪郭データを一定の方向(通常は水平方向)に沿って走査し、その走査ラインとコンターとが交差する点を求める。このとき、塗りつぶし描画モジュール111は、或る変数w(初期値は0)を保持している。そして、塗りつぶし描画モジュール111は、小さい制御点番号から大きい制御点番号に進む方向に描いたコンターが、走査ラインに対して下から上に交差したか又は上から下に交差したかを判定する。そして、塗りつぶし描画モジュール111は、判断の結果が前者なら変数wに1を加算し、後者なら変数wから1を減算する。図6に示すように、走査ラインLはコンターc1,c2によっていくつかの区間に区分されることになるが、塗りつぶし描画モジュール111は、変数w=0の区間においては何も処理を行わず、変数wが1の区間には有色画素を配置する(つまり有色で塗りつぶす)。塗りつぶし描画モジュール111は、このようにして各々の走査ライン毎に塗りつぶしを行いつつ、この画像データを背景合成・転送モジュール112に順次出力する。
続いて、背景合成・転送モジュール112は、塗りつぶし描画モジュール111から供給されてくる画像データを所定の背景画像に合成した画像データを生成する。すなわち、背景合成・転送モジュール112は、内部バスB-1および外部バスBを介して、VRAM17上に書き込まれた背景画像を表す画像データを読み出して、この背景画像上に文字を描画した画像データを生成する。このとき、背景合成・転送モジュール112は、文字を描画する背景画像に対応する画像データを読み出す。そして、背景合成・転送モジュール112は、表示体14の表示画面上における表示位置に対応するVRAM17上の領域にこの画像データを書き込む。そして、背景合成・転送モジュール112は、内部バスB-1を介して完了通知信号をCPU10に出力する。この完了通知信号に応じて、CPU10は、VRAM17上に書き込まれた画像データを表示体コントローラ13に転送する。
前述したように、フォントプロセッサ11は、CPU10によって選択されたメモリを用いて上記の処理を行う。
まず、CPU10によって内部メモリ115が選択された場合に、フォントプロセッサ111の各モジュールがどのような順番で各々の処理を行うかについて説明する。
図8は、各モジュールによって実行される各処理の時系列的な順番を表している。なお、図8では、図9に示した文字「D」を、部分領域T1、T2およびT3という3つの所定の部分領域毎に分割して描画する場合を想定している。また、図において、内部メモリ115−1のことを「メモリ1」と称し、内部メモリ115−2のことを「メモリ2」と称している。また、図では、輪郭描画モジュール110が行う処理を「輪郭描画」と称し、塗りつぶし描画モジュール111が行う処理を「塗りつぶし」と称し、背景合成・転送モジュール112が行う処理を「合成・転送」と称している。また、「輪郭描画」、「塗りつぶし」および「合成・転送」のそれぞれの末尾に付しているT1〜T3は、いずれの部分領域に対する処理かを示すものであり、「T1」は部分領域T1、「T2」は部分領域T2、「T3」は部分領域T3における処理であることを示す。
以上のように、文字を複数の部分領域に分割して描画する場合、輪郭描画モジュール110は分割数と同数だけ、上述した「把握」を行うことになる。すなわち、分割数が増加するほど輪郭の把握に要する時間は増大することになる。
規定値Pは、内部メモリ115を用いて描画した方が処理時間が短くて済む場合の、分割数の上限値である。従って、この規定値Pを閾値として、規定値Pを超える分割数の場合には、RAM16を用いた方が内部メモリ115よりも高速に文字全体を描画できる。この規定値Pは、各モジュールの内部メモリ115に対するデータの読み書きに要する時間と、RAM16に対するデータの読み書きに要する時間と、輪郭の把握に要する時間に応じて決められる。以下においては、CPU10は、分割数が規定値P以下の場合には、内部メモリ115を作業エリアとして選択し、分割数が規定値Pを超える場合には、RAM16を作業エリアとして選択し、その選択結果をフォントプロセッサ11に通知する。
次に、画像表示装置1の動作について説明する。
(2−1)CPU10の基本動作
図10は、画像表示装置1のCPU10がフォントプロセッサ11に分割した部分領域毎に文字描画命令を供給するまでの動作の手順を示したフローチャートである。
ユーザが入力装置12を用いて文字「D」を指定し、その文字の表示を、その表示サイズとともに指示する。CPU10は、これらの指示に従って図10に示すような処理を開始する。
以上のようにして、CPU10は、描画する文字の部分領域単位で文字描画命令をフォントプロセッサ11に供給し、文字描画処理を行わせる。
次に、上述した図10のステップSA1において、CPU10が分割数を算出してメモリを選択する動作手順について説明する。
図11は、この動作手順を示すフローチャートである。図11において、まず、CPU10は、内部メモリ115上に書き込み可能な文字の高さを算出する(ステップSA11)。ここでの「文字の高さ」とは、内部メモリ115上に書き込むことができる輪郭データの高さ方向(副走査方向)の最大画素数である。例えば、内部メモリ115が1000画素分の画素データを記憶することができ、かつ、描画する文字の幅方向(主走査方向)のサイズが100画素である場合には、内部メモリ115上に書き込むことのできる文字の高さは、1000/100=10画素となる。
次に、上述した図10のステップSA4において、CPU10がフォントプロセッサ11に使用させるメモリの作業エリアを特定する動作手順について説明する。なお、内部メモリ115を用いる場合とRAM16を用いる場合とでは、その作業エリアが異なるだけで、処理の内容は同じであるから、以下では内部メモリ115を用いる場合について説明する。RAM16を用いる場合には、以下に述べる説明において、内部メモリ115−1をRAM16−1に対応させ、内部メモリ115−2をRAM16−2に対応させればよい。
図12において、まず、CPU10は、ワークエリアとして使用する内部メモリ115−i(i=1,2)のアドレスを取得する(ステップSA41)。なお、変数iの初期値を1とし、部分領域T1においては、CPU10は、内部メモリ115−1上の輪郭データを書き込み位置に対応するアドレスを取得することになる。次に、CPU10は、ステップSA41で取得した内部メモリ115−iのアドレスを、文字描画命令に含めてフォントプロセッサ11に通知する(ステップSA42)。すなわち、CPU10は、部分領域T1の文字の描画を、内部メモリ115−1を用いて行うことを通知することになる。
次に、CPU10は、部分領域T3に含まれる文字の描画を指定する際には、ステップSA1において内部メモリ115−1のアドレスを取得することになるから、上述した部分領域T1に含まれる文字の描画を指示する場合と同様の処理を行う。
このようにして、CPU10は、フォントプロセッサ11に使用させる内部メモリを特定する。具体的には、変数iは、1→2→1→2→1→2→・・・という具合に変化するから、CPU10は、文字の描画を指示されるたびに、内部メモリ115−1と115−2とのアドレスを交互に通知することになる。
次に、輪郭描画モジュール110が行う輪郭描画について説明する。
図13は、輪郭描画モジュール110が行う、輪郭描画の手順を示すフローチャートである。
図13において、フォントプロセッサ11の輪郭描画モジュール110は、CPU10から文字描画命令が供給されるまで待機し、部分領域T1の文字描画命令が供給されると(ステップSB1;YES)、これを図示せぬレジスタに格納する。そして、輪郭描画モジュール110は、文字「D」の文字コードに対応するアウトラインデータが格納されたROM15上の先頭アドレスに基づいて、処理単位毎にアウントラインデータを取得する(ステップSB2)。続いて、輪郭描画モジュール110は、輪郭データの書き込みに必要なアウトラインデータを全て取得したか否かを判断する(ステップSB3)。輪郭描画モジュール110は、アウトラインデータの取得を完了していなければ(ステップSB3;NO)、そのまま取得を続ける。
続いて、部分領域T2の文字描画命令が供給されると、輪郭描画モジュール110は、CPU10によって指定された内部メモリ115−2を作業エリアとして、上記と同様の処理を行うことになる。
次に、塗りつぶし描画モジュール111が内部メモリ115上に書き込まれた輪郭データに基づいて行う、塗りつぶし描画について説明する。
図14は、塗りつぶし描画モジュール111が、輪郭描画モジュール110によって生成された輪郭データに基づいて、塗りつぶし描画を行う動作の手順を示すフローチャートである。
図14において、塗りつぶし描画モジュール111は、部分領域T1の文字描画命令における塗りつぶし開始命令が供給されるまで待機し、塗りつぶし開始命令が供給されると(ステップSC1;YES)、図示せぬレジスタにこれを格納し、塗りつぶしを行っていない輪郭データが内部メモリ115−1上に存在するか否かを判断する(ステップSC2)。塗りつぶし描画モジュール111は、塗りつぶしが完了していない輪郭データが存在すると判断すれば(ステップSC2;YES)、内部メモリ115−1に書き込まれた輪郭データのうち、処理単位となる分だけ輪郭データを読み出す(取得する)(ステップSC3)。
塗りつぶし描画モジュール111は、部分領域T1の文字描画命令に対応するすべての輪郭データについて塗りつぶし描画を完了し、内部メモリ115−1上に未処理の輪郭データが残っていないと判断すれば(ステップSC2;NO)、レジスタに格納された塗りつぶし開始命令をクリアする(ステップSC6)。そして、塗りつぶし描画モジュール111は、塗りつぶしを完了したことを示す「塗りつぶし完了信号」を背景合成・転送モジュール112に出力する(ステップSC7)。
図15は、背景合成・転送モジュール112が塗りつぶし後の画像を背景画像に合成し、表示体14への転送を指示するまでの処理の過程を示すフローチャートである。図15において、背景合成・転送モジュール112は、塗りつぶし描画モジュール111から塗りつぶし後の文字を表す画像データが供給されるまで待機し、画像データが供給されると(ステップSD1;YES)、背景画像を表す画像データをVRAM17から読み出す(ステップSD2)。そして、背景合成・転送モジュール112は、描画した文字を表す画像データと、背景画像を表す画像データとを合成する(ステップSD3)。すなわち、合成後の画像は、指定された表示位置に応じた背景画像上に文字が描画された画像となる。背景合成・転送モジュール112は、このようにして生成した画像データを、VRAM17上の表示位置に応じた領域に書き込む(ステップSD4)。続いて、背景合成・転送モジュール112は、塗りつぶし完了信号を受信したか否かを判断する(ステップSD5)。背景合成・転送モジュール112は、塗りつぶし完了信号を受信していないと判断すれば(ステップSD5;NO)、ステップSD1に戻り、次の画像データが供給されるまで待機する。一方、ステップSD5において、背景合成・転送モジュール112は、塗りつぶし完了信号を受信したと判断すれば(ステップSD5;YES)、この塗りつぶし完了信号をクリアし(ステップSD6)、CPU10に完了通知信号を出力する(ステップSD7)。
CPU10は、この完了通知信号が供給されると、VRAM17上に書き込まれた画像データを表示体コントローラ13に転送し、画像の表示を指示する。この指示に応じて、表示体コントローラ13は、転送された画像データが表す画像を表示体14に表示させる。
また、フォントプロセッサ11は、アウトラインデータを読み出すための内部バスB-1と、内部メモリ115やRAM16上に輪郭データを書き込んだり読み出したりするための内部バスB-2とを有するため、輪郭描画と、塗りつぶしおよび合成・転送を並行して行うことができ、かつ、それぞれの処理において用いる内部バスが異なるため、文字描画処理の高速化が可能となる。
上述した実施形態の内容を次のように変形してもよい。
上述した実施形態では、1文字を幅方向(主走査方向)に分割して文字の描画を行っていたが、これを高さ方向(副走査方向)に分割して描画してもよいし、幅方向と高さ方向の両方に分割して描画するようにしてもよい。
このようにブリッジを備えている場合とブリッジを備えていない場合とを比較すると、次のような違いがある。
ブリッジを備えている場合、塗りつぶし描画モジュール111は内部バスB-2を介して内部メモリ115やRAM16にアクセスする。このように1つのバスを介して2つのメモリにアクセスする場合には、それら2つのメモリの記憶領域を連続した1つの記憶領域とみなしてメモリアドレスを管理するだけでよい。これに対し、ブリッジを備えていない場合、塗りつぶし描画モジュール111は内部バスB-1を介してRAM16にアクセスする一方、内部バスB-2を介して内部メモリ115にアクセスする。このように異なるバスを介して2つのメモリにアクセスする場合には、個々のメモリに対して別々のアドレス管理を行う必要がある。つまり、ブリッジを備えている場合には、ブリッジを備えていない場合に比べると、メモリアドレスの管理が簡単で済むという利点がある。
また、ベクタ形式の画像を描画する場合であっても、点の座標とそれを結ぶ線や面の方程式のパラメータに基づいて、輪郭の描画や、塗りつぶし、特殊効果等を行って画像を描画するから、このような各処理ステップを実行可能なモジュールを設けることにより、本発明を適用することができる。
また、背景合成・転送モジュール112は、塗りつぶし描画モジュール111によって描画された文字を背景画像に合成せずに、塗りつぶし描画モジュール111から供給された画像データをそのままVRAM17上に書き込むようにしてもよい。
具体的には、例えば記録用紙1枚に印刷する画像に相当する画像データがVRAM17上に書き込まれ、完了通知信号が供給されると、CPU10はVRAM17上に書き込まれた画像データを印刷制御部に転送し、画像の印刷を指示する。この指示に応じて、印刷制御部は転送された画像データが表す画像(文字)を、印刷部に印刷させる。
Claims (8)
- 字形データによって表される文字の字形を、所定の部分領域毎に分割して描画する第1の描画手段と、
前記第1の描画手段により描画された字形に基づいて文字を描画する第2の描画手段と、
前記第2の描画手段によって描画された文字を転送する転送手段と、
データを記憶する第1の記憶手段と、
前記第1の記憶手段よりデータの読み書き速度が遅く、且つ、記憶容量が大きい第2の記憶手段と、
前記第1の描画手段によって分割された前記所定の部分領域の数が閾値以下の場合には前記第1の記憶手段を選択し、前記第1の描画手段によって分割された前記所定の部分領域の数が前記閾値を超える場合には前記第2の記憶手段を選択する選択手段とを備え、
前記所定の部分領域は、前記第1の記憶手段に応じた大きさで分割された部分領域であり、
前記選択手段によって前記第1の記憶手段が選択された場合、前記第1の描画手段は、前記所定の部分領域毎に分割して描画した字形を前記第1の記憶手段に書き込み、前記第2の描画手段は、前記第1の記憶手段から前記字形を読み出して前記文字を描画し、
前記選択手段によって前記第2の記憶手段が選択された場合、前記第1の描画手段は、前記字形データによって表される文字の字形を前記第2の記憶手段に応じた大きさで分割し、その結果分割された部分領域毎に描画した字形を前記第2の記憶手段に書き込み、前記第2の描画手段は、当該字形を前記第2の記憶手段から読み出して文字を描画する
ことを特徴とする文字描画装置。 - 前記第2の記憶手段と外部バスを介して接続された第1のバスと、
前記第1の記憶手段に接続された第2のバスと、
前記第1のバスと前記第2のバスとを接続する接続手段と
を備え、
前記第1の描画手段は、
前記第1のバス及び前記第2のバスに接続され、
前記選択手段によって前記第1の記憶手段が選択された場合、前記字形データに基づいて描画した字形を前記第2のバス経由で前記第1の記憶手段に書き込み、前記選択手段によって前記第2の記憶手段が選択された場合、前記字形データに基づいて描画した字形を前記第1のバス及び前記外部バスを介して前記第2の記憶手段に書き込み、
前記第2の描画手段は、
前記第2のバスに接続され、
前記選択手段によって前記第1の記憶手段が選択された場合、前記第1の記憶手段から前記第2のバス経由で前記字形を読み出して前記文字を描画し、前記選択手段によって前記第2の記憶手段が選択された場合、前記第2の記憶手段から前記外部バス、前記第1のバス、前記接続手段及び前記第2のバスを介して前記字形を読み出して前記文字を描画する
ことを特徴とする請求項1記載の文字描画装置。 - 前記第2の記憶手段と外部バスを介して接続された第1のバスと、
前記第1の記憶手段に接続された第2のバスと
を備え、
前記第1の描画手段は、
前記第1のバス及び前記第2のバスに接続され、
前記選択手段によって前記第1の記憶手段が選択された場合、前記字形データに基づいて文字の字形を描画した字形を前記第2のバス経由で前記第1の記憶手段に書き込み、
前記選択手段によって前記第2の記憶手段が選択された場合、前記字形データに基づいて描画した字形を、前記第1のバス及び前記外部バスを介して前記第2の記憶手段に書き込み、
前記第2の描画手段は、
前記第1のバス及び前記第2のバスに接続され、
前記選択手段によって前記第1の記憶手段が選択された場合、前記第1の記憶手段から前記第2のバス経由で前記字形を読み出して前記文字を描画し、前記選択手段によって前記第2の記憶手段が選択された場合、前記第2の記憶手段から前記外部バス及び前記第1のバス経由で前記字形を読み出して前記文字を描画する
ことを特徴とする請求項1記載の文字描画装置。 - 前記第1の記憶手段は複数の記憶領域を有しており、
前記第1の記憶手段が有する複数の記憶領域のうちのいずれかの記憶領域が、前記所定の部分領域毎に指定され、
前記第1の描画手段は、前記所定の部分領域毎に分割して描画した文字の字形を、各々の当該部分領域について指定された記憶領域に順次書き込み、
前記第2の描画手段は、前記第1の描画手段によって前記複数の記憶領域のいずれかに前記文字の字形が書き込まれると、その記憶領域から前記文字の字形を読み出し、読み出した字形に基づいて前記文字を描画する
ことを特徴とする請求項1に記載の文字描画装置。 - 前記字形データは、アウトライン形式の字形データであり、
前記第1の描画手段は、前記字形データに基づいて文字の輪郭を描画して書き込み、
前記第2の描画手段は、前記文字の輪郭を読み出し、読み出した輪郭によって囲まれた領域を塗りつぶした文字を描画する
ことを特徴とする請求項1に記載の文字描画装置。 - 前記字形データは、ストローク形式の字形データであり、
前記第1の描画手段は、前記字形データに基づいて、文字の線幅の中心線を描画して書き込み、
前記第2の描画手段は、前記文字の線幅の中心線を読み出し、読み出した中心線の周辺を塗りつぶした文字を描画する
ことを特徴とする請求項1に記載の文字描画装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の文字描画装置と、
前記転送手段によって転送される文字を表示する表示部と
を備えた表示装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の文字描画装置と、
前記転送手段によって転送される文字を印刷する印刷部と
を備えた印刷装置。
Priority Applications (6)
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