JPH01202785A - 線分発生器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ラスター型グラフィックデイスプレィ上に
線分を表示する為の装置に関するもので、更に詳しくは
線分の傾きを考慮した場合のスムージング処理を行う為
の装置に関する。

（発明の概要〕 この発明は、ラスタ型グラフィックデイスプレィの直線
発生器（以下ＤＤＡと記す）において、線分を複数のピ
クセルから表示する手段、即ち輝度変調方式ＤＤＡを供
給するものであり、この輝度変調係数を求めるのに短軸
（Ｍ　ｉ　ｎ　ｏ　ｒ軸）の少数成分Ｎｔ（この少数成
分はピクセル内の変位を示す）と補正ピクセル指定Ｎ、
とさらに線分の短軸の長さ／長軸の長さを入力パラメー
タとする輝度変調用重みテーブルからなり複数のピクセ
ルの集合により線分を滑らかに表示し、さらにまた角度
による巾の制御も行うことを特徴とするものである。

（従来の技術〕 線分をラスター型デイスプレィに表示するには、線分を
ピクセルの集合として近似し、そのピクセルを画像メモ
リに記憶し、表示装置上の対応するラスターを輝かせる
ことによっている。この線分をピクセルに変換するには
線形補間による方式、即ちディジタル微分解析器（ＤＤ
Ａ）を用いる技術が一般的に知られている。線形補間式
を示すと、Ｊｌ　工Ｊ、＋ｉ （＋＝１．２−−・−） ここで、Ｊ、Ｎはそれぞれ図２の如く線分の長袖の長さ
△Ｊ、短軸の長さΔＮを示す。またＰｏ（Ｊｏ、Ｎｏ）
は線分の始点Ｐ、（Ｊ、、Ｎ、）は線分の終点Ｓは線分
の傾きを示す、即ち、△Ｊ ＤＤＡによる線分の発生は前記Ｊ　ｌ　＋　Ｎｉを画像
メモリのアドレスとして与えられた輝度を記憶させるも
のである。

Ｎを１ビクセルで近似した場合を第６図に示す。

又、２ピクセルで線分の点Ｐ　（Ｊ、Ｎ）を近似する場
合、前記（１）式のＮ、の小数部Ｎｔ　　（ΣＳの小数
以下成分）はピクセルの中心部（ピクセルセンター）か
らの線分までの短軸成分の変位量をパラメータとしてピ
クセルの輝度配分を変えて（即ち、輝度変調をかけて）
表示していた。

この時の欠点としては、Ｎｔ”Ｏのとき、つまり線分が
ピクセルセンターに位置したときどちら側に別のピクセ
ルを付けるかということでエラーが発生していた。又、
傾きによらず一定の制御を与えているため前述同様水平
又は垂直時に線分が太く見え、４５″のとき線分が細く
なるという欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明においては、線分発
生器を輝度を格納する手段と前記短軸傾きを格納する手
段と前記短軸傾きを積算する手段と短軸、ピクセルのア
ドレスを格納する手段と長軸ピクセルのアドレスを格納
する手段と複数のピクセルで線分１本の断面を近似すべ
く複数のピクセルを発生せしめる手段と前記短軸傾きを
格納する手段からの傾き信号と、前記積算手段からの変
位信号と、前記複数のピクセルを発生せしめる手段から
の複数ピクセルの識別信号の３つの信号を入力とし、前
記輝度を格納する手段からの輝度値を変調し、複数の変
調された輝度をもつピクセルを発生すると供にそれに対
応した前記短軸アドレスを補正する手段とから構成した
。

〔発明が解決しようとする課題〕

１ピクセルで表示した場合は図からもあきらかな様に、
直線が階段状に表示される。又、線分の傾きが考慮され
ない為、傾きが水平又は垂直の場合に、直線の幅が最も
太くなり、逆に４５′″の場合に、最も細くなる。すな
わち傾きに応じ直線の幅が、変化してしまう。

又、２ビクセルで表示した場合でも、Ｎｆ＝０のとき、
つまり線分がピクセルセンターに位置したときは、線分
のどちら側にもう１つのピクセルを付加するかでエラー
が発生していた。また線分の幅については、やはり傾き
に対してはなんらの考慮もな（，１ビクセル表示の場合
とまったく同じ問題を有していた。

〔作用〕

上記構成における作用を説明すれば、短軸傾き積算手段
からの変位量と、短軸傾き格納手段からの傾き値と、複
数ピクセルの識別信号に基づき、発生するピクセルの輝
度変調を行い、更に、対応する短軸アドレスをも補正を
行う。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を基に説明する。

第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。

重みテーブル１は線分を近似するピクセルの輝度変調係
数１３と輝度変調ピクセルの位置補正ＩＩｂを出力する
テーブルである。乗算器２は線分の指定輝度３ａを輝度
変調係数１ａの入力によって各変調ピクセルの輝度２ａ
を決定し出力する乗算器である。即ち、 変調ピクセル輝度２ａの値−（変調係数１３の値）×（
線分の指定輝度３ａ） となる。

線分輝度レジスタ３はＣＰＵバス１５によって設定され
るレジスタで本実施例では線分内は一定の値をとるが、
デプスキューイングのように線分内で線形補間するよう
な回路であっても一向に差し支えない。

タイミング制御回路４は重みテーブル１に変調ピクセル
Ｐ、。、Ｐｔ＋−Ｐｉ□、Ｐ、、の輝度変調係数１ａの
各値Ｗｏ、Ｗ＋、Ｗｚ、Ｗｚ　　（第５図参照）を発生
すせるべり変調ピクセルのカウント４ａをＮｉ０゜Ｎｉ
ｌ＋　　Ｎ１ｆｆ１＋　　Ｎ１３の順に発生する。さら
に長軸長さカウンタ１２、長軸アドレスカウンタ１０、
短軸傾き積算レジスタ７、短軸アドレスカウンタ８を同
期して歩進せしめ前記長軸長さカウンタ１２の値が「０
」になるまで繰り返す、前述の輝度変調係数１ａの値ｗ
、、ｗ、、ｗｔ、ｗ、は前記長軸長さカウンタ１２が１
つ減算される毎に発生する。

短軸傾きレジスタ５は前記式ｆｉｌの傾きＳを代入する
レジスタであって短軸積分器の入力５ａおよび重みテー
ブルｌの傾き値の入力５ｂを与える。

この重みテーブルｌへの傾き値の人力の精度は本実施例
では４ビツトとするがこれに従う必要はない。

加算器６は短軸積分、即ち式（１）のＮ＋　＝Ｎａ　＋
短軸積分レジスタ７は前記式（１）のΣＳの小数部を保
存するレジスタである。ここでいう小数部の持つ意味は
整数部をピクセル間の距離単位としているため、線分の
中心線からピクセル中心までの短軸側変位量を示すこと
になる。短軸積分レジスタ７は長軸長さカウンタ１２が
１つずつ減算される毎に１回ずつ加算される。短軸の積
分を行った際、加算器６からの桁上げ信号６ａは短軸ア
ドレスレジスタ８の増減をする。

短軸アドレスカウンタ８は前記式（１１のＮ＋の整数部
を持つ、即ち短軸側のピクセル・アドレスを持っている
ことになる。この短軸アドレスカウンタ８は初期値とし
て前記式（１１の始点Ｎ０をＣＰＵバス１５より与えら
れる。その後、長軸カウンタを減算する毎に、その時加
算器の桁上げ信号６ａがあれば１づつ増減されることに
なる。

長軸アドレスカウンタは前記式ｆｌｌ　Ｊ　ｉを持つが
これはピクセルの長軸側アドレスとなる。初期値即ち、
始点Ｊ、はＣＰＵバス１５より代入される。

その後、長軸長さカウンタ１２が１つづつ増減される。

長軸長さカウンタ１２は前記式（２）の長軸の長さ△Ｊ
を持つもので、これは初期値としてＣＰＵバス１５より
与えられる。その後、このカウンタ１２は１つづつ減算
され、「０」になるまで減算される。

この長軸長さカウンタ１２が０になったことは線分の終
点まで線形補間が完了されたことを意味し、次の線分の
パラメータ入力が行われることになる。

モードレジスタ１３はフレームバッファのＸアドレス信
号１１ａ、Ｙアドレス信号１１ｂの切換を行うための信
号１３ａを発生するレジスタであってＣＰＵバス１３よ
り設定される。

アドレス切換器１１は長軸アドレス信号１０ａと短軸ア
ドレス信号９ａをフレームバッファのＸアドレス信号１
１ａとＹアドレス信号１１ｂとを接続するための切換器
であり、モードレジスタ信号１３ａにより制御される。

即ち線分の長軸がＸ軸、短軸がＹ軸の時は長軸アドレス
信号１０ａがＸアドレス信号１１ａに、短軸アドレス信
号９ａがＹアドレス信号１１ｂに接続される。線分の長
軸がＹ軸、短軸がＸ軸の時は長軸アドレス信号１０ａが
Ｙ軸アドレス信号１１ｂに短軸アドレス信号９ａがＸ軸
アドレス信号１１ａに接続される。

加算器９は輝度変調ピクセルの短軸側アドレスを計算す
るために必要な加算器である。詳細は後述する。

フレームバッファ１４はピクセルに変換された線分を与
えられたＸ、Ｘアドレス信号１１ａ、ｌｌｂのロケ−シ
ランのメモリに与えられた輝度２ａを記憶するメモリで
ある。

さてここで、輝度変調ピクセルを発生するために更に詳
しく説明を加える。第１図の線分を補間する時、本発明
の直線発生器には、始点Ｐ０の長軸アドレスＪＯ１短軸
アドレスＮ０はそれぞれ第１図の長軸アドレスカウンタ
１０と短軸アドレスカウンタ８にＣＰＵバス１５を介し
て代入される。長軸の長さ△Ｊは第１図の長軸長さカウ
ンタ１０に代入される。傾きＳは第１図の短軸傾きレジ
スタ５に代入される。又、モードレジスタ１３にはこの
時、Ｘ軸が長袖となるように値が代入される。代入が全
て終了すれば線分の補間ステップに入り、点Ｐ１まで補
間する。ここで理解しやすいように点Ｐ、部分を拡大し
た図を第５図に示す。ここで、本発明の長軸アドレスカ
ウンタ１０および短軸アドレスカウンタＮ８と短軸積分
レジスタ７のは線分の中心点を補間している。つまり、
第５図のＰ、点において、長軸アドレスカウンタＩＯは
Ｊ、の値となり、短軸アドレスカウンタ８はＩ’Ｊｔ＋
の値となり、又短軸積分レジスタ７はＮ、１の値を持つ
。これらの値だけではアドレス（Ｊｌ、Ｎｔ＋）のピク
セルだけしか発生できない。従って、輝度変調ピクセル
は重みテーブル１とタイミング制御回路４と加算器９と
乗算器２によって発生する。まず、タイミング制御は順
番にカウント値４ａを０．１，２゜３と進める。重みテ
ーブル１はカウント値４ａが０の時、人力パラメータで
ある短軸傾き５ｂ、短軸変位ｆｉｔ７ｂとによって、Ｎ
　Ｉ　Ｏのアドレス補正１ｂ−−１および輝度変調係数
１ａ＝Ｗ、を出力し、加算器９によってＮ、。＝Ｎ！　
　　１を計算しフレームバッファのＹアドレス入力１１
ｂを発生する。又、乗算器２により（Ｊｌ、Ｎｔ。）の
ピクセルの輝度２ａ　−Ｗ、　　・Ｉを発生しフレーム
バッファに書き込まれる。同様に繰り返して結局、 Ｊｌ、Ｎ五〇のピクセル　ｅ６Ｗ、　　−１Ｊ、、Ｎ、
、のピクセル　＝ＯＷ　、　　・ＩＪｌ、Ｎｉ！のピク
セル　＝６Ｗ２　・■Ｊ８、Ｎｌ、のピクセル　−ＯＷ
　、　　・Ｉとなる。

以上のように本発明による方式でピクセルを発生すると
第３図のようになる。また本方式では傾きＳを重みテー
ブルｌが入力パラメータとしているため、角度による線
分の巾の制御が非常に簡単となる。線分の巾は傾きが４
５″の時、傾きｏ″に対して４倍となり、この時最大４
ピクセルが線分にまたがることになる。この時の図を第
４図に示す。

重みテーブルｌはＣＰＵバス１５により動作開始前にデ
ータを登録する。データ登録時の重みテーブル１のアド
レス信号およびデータ信号はＣＰＵバス１５に接続され
る。線形補間動作時は信号５ｂ。

７ｂ、４ａを重みテーブル１のアドレス入力とし、信号
１ａ、ｌｂはデータ出力として接続される。

さて前述した輝度変調係数Ｗ　ｏ、Ｗ　ｒ　、Ｗ　ｚ、
　Ｗ　ｘは傾き信号５ｂの値Ｓ′、短軸変位信号７ｂの
値Ｎ′、およびカウント信号４ａの値Ｎ、ゆの関数とし
て表現される。即ち、 Ｗ＝ｆ　（Ｓ’、Ｎ’ｒ、Ｎｔや） となる。

第５図の説明においては、前記ＷはＳ　’　＋　Ｎ　’
　ｆ＋Ｎ、を関数とした面積を表している。つまり線分
がピクセルの何％を占めるかでＷを算出している。

この面積は前記Ｓ’、　Ｎｌ、、Ｎｉから求められるこ
とは言うまでもない。一般にこの面積を直接求めるには
多大な時間を要することになるが、データ登録前に計算
した値をテーブル１に登録しておけば、動作時には重み
テーブル１のアクセスタイムで時間は決定するのでほと
んど瞬間的とも言える。第５図では面積に比例した値を
Ｗとしてとったが、変位１”Ｊ　’　ｙに比例した値を
とっても問題はない。

重みテーブルｌは具体的にはアドレス入力としてＮ　ｉ
　１１．　Ｓ　’　、　　Ｎ　’　ｙを使用し出力とし
てＷおよびＮＩＩゆを出力するＲＡＭである０本実施例
では、ＮＩ−＝２ビット Ｓ′　−４ピント Ｎ’、＝４ビット ｗ　　　−４〜８ビツト Ｎ′五本＝３ビット としたため、ＲＡＭの容量は １にワード　　（７〜１１ビツト／ワード）となる。第
８図に重みテーブル１の表を示す。

第５図において、Ｐ！点における変数が以下の時には第
７図のＰ、＝０欄のように各値をとりうる。

入力　ｓ’　　−ｏ、５　　（１０ｏＯ）Ｎ　’　ｆ　
＝　＋０．２５（０１００）ＮＩ　＝０．　１．　２．
　３ 出力　ｗｏ　　＝　　０．２　　（Ｎｉ、　　＝Ｏの時
）Ｗ＋　　　−０，９ＣＮｒ−＝１の時）Ｗ、　　＝　
　０．７　　（Ｎｉゆ　＝２の時）Ｗ３　　＝　　０．
１　　（Ｎｔ−＝３の時）Ｎ′五〇＝−１（Ｎｉ、　＝
０の時） Ｎ’、、＝　　＋０　　（Ｎｉ、　　＝１の時）Ｎ’ｒ
ｚ＝　　＋　１　　（Ｎｔ−＝２の時）Ｎ　’　ｒｓ＝
　　＋２　（Ｎｌゆ　＝３の時）以上のように重みテー
ブルｌは入力変数Ｓ′。

Ｎ’、、Ｎ、、を入力すれば第８図の表に従って輝度変
調係数Ｗと位置補正Ｎ′８．が直ちに出力される。

〔発明の効果〕

以上、本発明はラスク型グラフィックデイスプレィにお
いて、直線を線形補間によりピクセルで線分を近似する
際にジャギー効果を極力最小限に押さえることができる
。又、本発明は２点で輝度変調をかけるよりもエラーす
る率が低い。さらに傾きによって線分の太さが変わって
見える効果もなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例となるブロック図、第２図は線
分の線形補間の説明図、第３図は本発明による線分表示
例を示す説明図、第４図は本発明の傾き４５″における
線分表示例を示す説明図、第５図は本発明の輝度変調ピ
クセル発生の説明図、第６図は線分を１ピクセルで近似
した場合の説明図、第７図は線分を２ピクセルで輝度変
調して近似した場合の説明図である。第８図は重みテー
ブルの具体的な表を示す説明図。 ｌ・・・・重みテーブル ２・・・・乗算器 ３・・・・線分輝度レジスタ ４・・・・変富周ピクセルのカウント ５・・・・短軸傾きレジスタ ６・・・・加算器 ７・・・・短軸積分レジスタ ８・・・・短軸アドレスカウンタ ９・・・・加算器 １０・・・・長軸アドレスカウンタ １１・・・・アドレス切換器 １２・・・・長軸長さカウンタ １３・・・・モードレジスタ １４・・・・フレームバッファ １５・・・・ＣＰＵバス １ａ・・・輝度変調係数 １ｂ・・・位置補正 ２ａ・・・輝度 ３ａ・・・線分指定輝度 ４ａ・・・輝度変調ピクセルカウント ５ａ・・・短軸傾き ５ｂ・・・短軸傾き ６ａ・・・桁上げ信号 ７ｂ・・・短軸変位量 ８ａ・・・短軸アドレス ９ａ・・・短軸補正アドレス １０ａ・・・長軸アドレス １１ａ・・・Ｘアドレス １１ｂ・・・Ｙアドレス １２ａ・・・長軸長さ １３ａ・・・切換信号 以上 出願人　セイコー電子工業株式会社 不大厖イ列の７′ロック図 竹ｅの線形１ｍ間の説明図 第　２　図 丁 参奇朗による軸分の表示イ列左示す説明図丁 従来のＨ分党生の説明図 第６図 丁 イ芝来の利１＋光主の説明口 重Ｈチーアル具イ本例とホす石Ｆｌ明図笛　　　９　　
　「刀

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 輝度を格納する手段と短軸傾きを格納する手段と前記短
   軸傾きを積算する手段と短軸ピクセルのアドレスを格納
   する手段と長軸ピクセルアドレスを格納する手段と複数
   のピクセルで線分１本の断面を近似すべく複数のピクセ
   ルを発生せしめる手段と前記短軸傾きを格納する手段か
   ら傾き信号、前記積算手段から変位信号、前記複数のピ
   クセルを発生せしめる手段から複数ピクセルの識別信号
   の３つの信号の入力により、前記輝度を格納する手段の
   輝度を変調し、複数の変調された輝度をもつピクセルを
   発生せしめ、さらにまた前記短軸アドレスを前記複数の
   変調された輝度をもつピクセルに対応したアドレスを補
   正せしめる手段とからなることを特徴とする線分発生器
   。