JPH01130289A - 多角形の面塗りベクトル発生方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔ＩＲ要〕 グラフィックデイスプレィ装置で多角形の面塗りを行な
うために用いられる面塗りベクトルの発生方式に関し、 面塗りベクトルの発生を高速に行なうことを目的とし、 多角形の内側、を面塗りして表示するための面塗りベク
トルを発生する多角形の面塗りベクトル発生方式におい
てζ法条角形の各頂点を表示画面の上方向に凸の山頂点
及び下方向に凸の谷頂点及びそれ以外の継ｉ点夫々に分
類し、該各頂点を多角形の内部の角度が１８０度より大
なる外側と、１ｈＯ度より小なる内側とに内外分類し、
外側の山頂点を該表示画面の上から下方向にソートし、
任意の内側の山頂点から該表示画面の下方向に順次面塗
りベクトルの発生を開始し、頂点が出現する毎にその頂
点が山頂点又は谷頂点又は継続点、□かつ内側又は外側
であるかによって多角形分類を行ない、該表示画面の横
方向の面塗りベクトルを発生している領域内に内側の山
頂点又は外側の谷頂点が出現したとき夫々の面塗り領域
の情報を第１スタック又は第２スタックに格納し、既に
面塗りベクトルを発生している領域の右又は左の内側の
山頂点を探して面塗りベクトルの発生を繰り返し、該多
角形の内部全ての面塗りを行なうよう構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は多角形の面塗りベクトル発生方式に関し、グラ
・フィックデイスプレィ装置で多角形の面塗りを行なう
ために用いられる面塗りベクトルの発生方式に関する。

ラスタスキャン方式のグラノイックディスプレイ装置で
多角形の内部を所望の色に塗る多角形の面塗りを行なう
場合、この多角形の辺上に始点及び終点を持ちラスタの
スー１ヤシ方向の向きを持つ面塗りベクトルをラスク毎
に発生し、この複数の血塗りベクトルを用いて面塗りが
行なわれる。

多角形が凹条角形である場合には血塗りベクトルの発生
が複雑となり、これを高速に行なうことが要望されてい
る。

〔従来の技術〕

第１１図は従来方式の一例のブロック図を示す。

同図中、交点語停部１１は端子１０より入来する例えば
第１２図に示す如き多角形についての図形要素中の頂点
情報より、各スキャンライン（Ｘ軸方向）毎にスキャン
ラインと多角形の各辺との交点を針線して求める。例え
ばスキャンラインＳ−Ｃｉ　については交点Ｐ１〜Ｐ４
の座標が得られる。

交点ソート部１２は求められた交点Ｐ１〜Ｐ４をＸ座標
についてソートする。

面塗りベクトル発生部１３はソートされた交点を２つず
つの組（ＰｌとＰ２）、（Ｐ３とＰ４）にして各組の一
方を始点、他方を終点とする面塗りベクトルを生成する
。

直線発生部１４は面塗りベクトル及び境界線ベクトルの
始点と終点との間を点列で補完する。

このようにして得られた点列の表示用データはフレーム
バック７１５に格納され、ここから順次読み出されて表
示Ｆｉ５１６で表示される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来方式では、各スキャンライン夫々について多角形の
各辺の交点を求め、この交点をＸｓ！標についてソート
、２つずつ組にして面塗りベクトルを生成する。

従って、各辺を順次取り換えて交点針線を行なう操作、
及びソートの操作が頻繁に生じ、処理速度が低下すると
いう問題点があった。

本発明は上記の点に名みてなされたもので、面塗りベク
トルの発生を高速に行なう多角形の面塗りベクトル発生
り式を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の多角形の面塗りベクトル発生方式は、多角形の
内側を面塗りして表示するための面塗りベクトルを発生
する多角形の面塗りベクトル発生方式において、 多角形の各頂点を表示画面の上方向に凸の山頂点及び下
方向に凸の谷頂点及びそれ以外の継続点夫々に分類しく
２１）、 各頂点を多角形の内部の角度が１８０度より大なる外側
と、１８０度より小なる内側とに内外分類しく２２）、 外側の山頂点を表示画面の上から下方向にソ−トしく２
４）、 任意の内側の山頂点から表示画面の下方向に順次面塗り
ベクトルの発生を開始し、頂点が出現する毎にその頂点
が山頂点又は谷頂点又は継続点、かつ内側又は外側であ
るかによって多角形分類を行ない（２５）、 表示画面の横方向の面塗りベクトルを発生している領域
内に内側の山頂点又は外側の谷頂点が出現したとき夫々
の面塗り領域の情報を第１スタック（２６）又は第２ス
タック（２７）に格納し、既に面塗りベクトルを発生し
ている領域の右又は左の内側の山頂点を探して面塗りベ
クトルの発生を繰り返す（２８）。

〔作用〕　　　　　　　′ 本発明方式においては、面塗りベクトルを発生している
領域に頂点が出現したとき、その頂点の分類によって多
角形分類を行ない左右の内側の山頂点を探して血塗りベ
クトルの発生を繰り返し、このため従来の如き交点計算
及びソートを頻繁に行なう必要がなく面塗りの処理を高
速化できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の多角形の面塗りベクトル発生方式の一
実施例のブロック図を示す。

同図中、頂点分類部２１は端子２０より入来する多角形
についての図形型集中の頂点情報より各頂点を分類する
。ここでは着目している頂点Ｐｉと、その前後の頂点Ｐ
・　、Ｐｉ＋１との３点で形＋−１ 成される２辺のＹ座標の変化によって第２図の表に示す
如く分類する。これによって、第３図（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）夫々で、頂点Ｐ、は山頂点、谷頂点、継続点と夫
々分類される。

内外分類部２２は多角形の各頂点について、多角形の内
部の角度が１８０度より大なる外側と、１８０度より小
なる内側に分類する。

各頂点での多角形の内部の角度を知るためには、既に各
頂点の内外分類がなされていなければならず矛盾を生ず
る。

そこで、山頂点と谷頂点では内側の頂点数が外側の頂点
数よりも大であるという事実を用いて、各頂点を二種類
に分類した後、数の大小関係により内外分類を行なう。

各頂点を二種類に分類するには、ある頂点Ｐ。

の前後の点Ｐ・　、Ｐｉ＋１の３点より、ベクトルＰ、
　　Ｐ・とベクトルＰｉＰｉ＋１を作り、これらの外積
Ｖの７＠成分■２ ｖ２＝　（ｐ、−１ｐ、ｘＰ、　Ｐｉ＋１　）２を求め
、Ｖ２の正負により分類する。

例えば第４図（Ａ）に示す時計回りに定義された多角形
では頂点Ｐ１１．Ｐ１３．Ｐ１４．Ｐ１５が負、頂点Ｐ
１２が正の値となり、第４図（Ｂ）に示す半時針目りに
定義された多角形では頂点Ｐ１１−　ＰＩ３゜ＰＩ３．
ＰＩ３が正、頂点Ｐ１□が負の値となり、夫々の場合で
個数の多い負又は正の頂点Ｐ１１．Ｐ１３゜ＰＩ３．Ｐ
１５夫々が内側、個数の少ない頂点Ｐ１２が外側と分類
される。

最高内山頂点探査部２３はＹ座標が最大の内山頂点（内
側の山頂点）を探し、また外出ソー、ト部２４は外出頂
点（外側の山頂点）をＹ座標の太きい順にソートする。

なお、最高内山頂点探査部２３は必ずしも設けなくても
良い。

多角形分類部２５は、任意の山頂点から面塗りベクトル
の生成が開始された後、頂点が出現する毎に面塗りべ〜
クトルの発生を連続するかどうかを判断するため、多角
形分類を行なう。

ここで、面塗り領域のＹ座標を減少させて、外出頂点が
出現する第５図（Ａ）、（Ｂ）に示すタイプ１と、各省
頂点く外側の谷頂点）が出現する第５図（Ｃ）、（Ｄ）
、（Ｅ）に示すタイプ２と、継続点が出現する第５図（
、Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）に示す、タイプ３と、内容頂点
（内側の谷頂点）が°出現する第５図（１）、（Ｊ）に
示すタイプ４とに分類される。

タイプ１は外出頂点Ｐｉが面塗り領域（実線■。

■間）の外にあるタイプ１−１と、内にあるタイプ１−
２に分けられる。タイプ２は各省頂点Ｐｊ。

Ｐｊ、１が左右にあるタイプ２−１、右にあるタイプ２
−２、左にあるタイプ２−３に分けられる。

タイプ３は継続点Ｐｋ　、Ｐｋ＋１が左右にあるタイプ
３−１、右にあるタイプ３−２、左にあるタイプ３−３
に分けられる。

上記のタイプのうちタイプ１−２．２−１．２−２．２
−３の場合に面塗りベクトルの生成が一時停止される。

多角形分類を行なうためには、山頂点につながる辺の左
右判定が必要である。辺の左右判定は、多角形の頂点が
時計回りに定義されているか反時計回りに定義されてい
るかに依存する。そこでベクトルの外積を用いて判定を
行うことにする。すなわち、ある山頂点Ｐ１の前後の点
Ｐｉ−１’Ｐｉ＋１の３点より、ベクトルＰ１　・Ｐｌ
−１とベクトルＰ・　・Ｐｉ＋１を作り、これらの外Ｗ
４ｖの２軸成分ｖ２を求め、 Ｖ＝（Ｐ、　・Ｐｉ−１×Ｐｉ　”Ｐｉ＋１　）ｚＩ Ｖ２の正負により左右を判定する。第６ｆｆｉ（Ａ）。

（Ｂ）夫々に示すように、多角形の頂点が時計回りに定
義されている時はｖ２〉０となり辺Ｐ、　　・Ｐｌ−１
が左側、辺Ｐｉ　−Ｐｉ＋ｆが右側と判定され、反時計
回りの時はＶ２く０となるので、辺Ｐｉ　・Ｐｌ−１が
右側、辺Ｐｉ　−Ｐｉ＋１が左側と容易に判定できる。

面塗りベクトル発生制御部２８は多角形分類の結果を用
いて面塗りベクトル発生の制御を行なう。

ここで、第５図（０）のタイプ１−２のように外用頂点
が面塗り領域の内部にある時、面ζり区間が左右に分離
される。そこで、右側の面塗り区間の情報を第１スタッ
ク２６に退避させて左側の面塗りを行ない、左側の面塗
りが終わった時点で第１スタック２６を呼出して右側の
面塗りを続行する。

第７図に示す如く、同じ高さの谷頂点が連続して出現し
た場合、面塗りの順番を考ｙ１Ｂないとスタックの接続
が複雑になる。

そこで、このような場合には、第８図に示すルールに従
い多角形分類のタイプに２応じて、自由頂点の探査方向
を変えるながらデータを第２のスタック２７にスタック
する。

第２スタック２７に保存されるデータは、左右のいずれ
かの面塗りデータと接続フラグである。

面塗りデータとは、面塗りが一時停止した時の面塗りベ
クトルの始点または終点の座標値および面塗り未終了の
頂点の番号を言う。接続フラグとは、スタックした区間
の接続が終了し、面塗り可能かどうかを判定するフラグ
であり、第２スタック２７の両端に接続フラグが立って
いる時、接続完了とする。

第８図において矢印・→、←は次の自由頂点の探査方向
を示し、Ｏ印は接続フラグが立っている状態を示し、Δ
印は接続フラグが立ってない状穣を示している。例えば
タイプ２−１で右向きに面塗りベクトルを発生している
際に内容頂点Ｐｊ。

Ｐｊや、が出現した場合、未だ第２スタック２７にスタ
ックがなされてなければ内容頂点Ｐｊ。

Ｐｊや１の面ψリデータをスタックし、右方向に次の自
由頂点を探す。既に第２スタック２７にスタックがされ
ているとき、最も右側の一内谷頂点Ｐｊ＋１の面ζリデ
ータをスタックし、右方向に次の自由頂点を探す。

なお、タイプ２−２右向き、及びタイプ２−３の左向き
夫々の謂において、既に第２スタック２７のスタックが
なされているという場合は存在しない。

第７図の多角形において各頂点は時５１回りに定義され
ており、内山偵点りから面塗りが開始されたとすると、
３角形ｈｇｉの面塗りが終了したとき、これはタイプ２
−１であるから次の自由頂点の探査は右向きに行なわれ
自由頂点ｊが得られ、３角形ｊｉｋの面ψりが行なわれ
、同様にして［ｋｖ、ｆｕｑの面塗りが行なわれる。こ
れによって区間Ｕ、Ｖが接続完了となり、区間ｅ、ｍま
で血塗りされる。

このとき、自由頂点の探査は左向きとなっており、自由
頂点ｄ、ｂ、ｎ、ｐ、ｒの順に探査が行なわれ、３角形
ｄｅｃ、ｂｃｔ、ｎｍｏ、　ｐＯＱ。

ｒｑｗが順にｔｉｔすされる。これによって区間ｔ。

Ｗが接続完了となり、区間ａ、Ｓまで面塗りが行なわれ
て、面塗りが終了する。

ところで而ζりとは、面塗りベクトルを発生することで
あり、この血塗りベクトルの発生は歯抜は対応ＯＤＡ　
（ディジタル微分解析器）２９によって行なわれ、血塗
りベクトル発生制御部２８は歯抜は対応ＯＤＡに対して
面塗りを行なう部分の頂点の座標と共に、歯抜【プ制御
フラグを設定し、かつ辺の始点となるｍｖ：頂点のベク
トル発生制御を行なう。

歯抜は制御フラグとは、歯抜は対応ＤＤΔ２９によって
発生された複数の点列のうち、多角形の最も内側にある
点がどれであるかを指定するためのフラグであり、最も
内側となりうる点はＹ座標が変化する直前か直後の点で
ある。従って、歯抜は制御フラグは、Ｙ座標が１だけ変
化する直前か１だけ変化した直後かを指定する。

第９図（Ａ）、（［３）の如く左側の辺で傾きが正のと
き及び右側の辺で傾きが負のとき、辺のＹ座標が変化直
後を指定し、第９図（Ｂ）、（Ｃ）の如く左側の辺で傾
きが負のとき及び右側の辺で傾きが正のとき、辺のＹ座
標が変化直前を指定する。第９図中、白丸の点は輪郭を
表示する点であり、黒丸の点が面塗りベクトルの始点又
は終点となる。

辺の始点におけるベクトルの発生制御とは、多角形の辺
に沿ってＤＤＡを走らせた時、始点と同一のＹＪＩ標を
持つベクトルの端点を面塗りベクトルの始点または終点
とするかどうかを制御するもので、内ｗ１続頂点では第
１０図（Ａ）の如く辺ＢＣ１−発生された最初の点ｂ１
と辺ＡＢの最後の点ｂ２のＸ座標を比較し、内側にある
点をベクトルの始点（又は終点）とし、同様に点ｅ１．
ｅ２のうちｅｌをベクトルの始点（又は終点）とする。

また、外継続頂点では第１０図（Ｂ）の如く辺ＫＬ、Ｎ
ｏについては最初の点に、ｎｌを発生せず辺ＪＫ、ＭＮ
の点に２．ｎ２をベクトルの始点（又は終点）とする。

この歯抜は対応ＤＤＡは本出願人が先に特願昭６１〜２
０４３３７号発明の名称［凸多角形と直線の表示方式」
で提案したものであり、第９図。

第１０図において破線で示すスキャンライン方向で、か
つ黒丸の始点及び終点を結ぶ面塗りベクトルを発生し、
この血塗りベクトルが端子３０より出力される。

これによって、３次元物体を任意の方向から見たときの
表示画像について、表示画像の輪郭がとぎれて表示され
る歯抜けを防止できる。

上記の面塗りベクトルの発生においては、従来の如く、
多角形の各辺を順次取り換えて交点計算を行なう操作及
びソートの操作を繰り返す必要がなく、処理速度が高速
となる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明の多角形の面塗りベクトル発生り式
によれば、面塗りベクトルの発生が高速化し、実用上き
わめて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式の一実施例のブロック図、第２図は
頂点分類表を示す図、 第３図は頂点分類の例を示す図、 第４図は頂点の内外分類を示ず図、 第５図は多角形の分類を示す図、 第６図は辺の左右判定を示寸図、 第７図は多角形の面塗りの順序を示す図、第８図は血塗
り順序のルール表を示す図、第９図は１！Ｉ扱は制御フ
ラグの設定を示す図、第１０図は継続頂点でのベクトル
発生制御を示す図、 第１１図は従来方式の一例のブロック図、第１２図は従
来方式の面塗りベクトル発生を示す図である。 図において、 ２１は頂点分類部、 ２２は内外分類部、 ２３は最高自由頂点探査部、 ２４は外出ソート部、 ２５は多角形分類部、 ２６は第１スタック、 ２７は第２スタック、 ２８は血塗りベクトル発生制御部、 ２９は出抜は対応ＯＤＡ を示す。 参に方式のプローｖ２図 第を図 １奥ｆｒ＠表１ネオ目 高２図 （Ａ）　　　　　　　（Ｂ）　　　　　　　（Ｃ）７ｔ
ｌ妻分１／７例【ホ″′を目 第３図 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　ＣＢ　）１
瑛ず内９ト穆（ネす凹 第４図 （Ｐ４７・１−１）　　　　　　　　　　　（Ｐ４７″
１−２）（＃７’３−１）　　　　　　　　　　　　　
（Ｐイア°３−２）　　　　　　　　　　　　　（り４
７°３−３）多角形全輪ｔす１図 第５図 Ｐｉ　　　　　　　　　　　　　　　　ＰｉＶｚ　＞　
ＯＶｚ　＜　０ （Ａ）　　　　　　　　　　　　（Ｂ）辺Ｊ左石判２ｔ
ホＴ図 第６図　゛ 多角影の荀垂、１の）＠序１゛ホオ田 イめるヒリ＠芦トの）レージし♂ζ玄宝オｂ］５ＴＡＲ
Ｔ　　　　　　　　５ＴＡＲＴ、　　○シーーーー　　
　　　　Ｑ・−一−−−−−−−−−−Ｑ側−−−−−
−　　　　　　　〇・−−一一一一−−−Ｏ・−−−−
−−−−−０・−−一一一一一−ΔＸ≦０　　　　　　
　　　　　ΔＸ＞０（Ａ）　　　　　　　　　　　　（
Ｂ）ＳＴＡＲＴ　　　　　　　　　５ＴＡＲＴ−−−−
一−−−−−・Ｏ−−−一・０＋　　−−＠Ｏ−−−−
−−−６゜ ＥＮＤ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ＥＮＤΔＸ＜ＯΔＸ≧Ｏ 第５り艶１．ｋＬＹＴフ蝙オＩ：ｆａｆｆ　　　　　　
　　　　　　　　　　ズｎ’ｌ　ｌ’ｌλｒｈＹｔｐ亥
イｔ＊Ｑヒ（（）　　　　　　　　　　　　　（Ｄ）出
抜は書制御７ラグ冶ｔし翅Ｓホ亨巳 第９図 Ａ　　　　　　　　　　　　　Ｄ ○・７−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−・
０００・−−一−−−−−−−・ ＯＯＯ・−ｍ−−−・ Ｆ （Ａ） 」　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　ＭＬＱ・−一一一−−−−−−−−−−−−−−・ｏ
ｏＯ（Ｂ） 謎きた；ｌｉ其マ゛゛のべ゛２トル哨≦支常制御【示１
１日第ｉ０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多角形の内側を面塗りして表示するための面塗りベクト
   ルを発生する多角形の面塗りベクトル発生方式において
   、 該多角形の各頂点を表示画面の上方向に凸の山頂点及び
   下方向に凸の谷頂点及びそれ以外の継続点夫々に分類し
   （２１）、 該各頂点を多角形の内部の角度が１８０度より大なる外
   側と、１８０度より小なる内側とに内外分類し（２２）
   、 外側の山頂点を該表示画面の上から下方向にソートし（
   ２４）、 任意の内側の山頂点から該表示画面の下方向に順次面塗
   りベクトルの発生を開始し、頂点が出現する毎にその頂
   点が山頂点又は谷頂点又は継続点、かつ内側又は外側で
   あるかによつて多角形分類を行ない（２５）、 該表示画面の横方向の面塗りベクトルを発生している領
   域内に内側の山頂点又は外側の谷頂点が出現したとき夫
   々の面塗り領域の情報を第１スタック（２６）又は第２
   スタック（２７）に格納し、既に面塗りベクトルを発生
   している領域の右又は左の内側の山頂点を探して面塗り
   ベクトルの発生を繰り返し（２８）、 該多角形の内部全ての面塗りを行なうことを特徴とする
   多角形の面塗りベクトル発生方式。