JPH02103097A - グラフィック表示装置 - Google Patents

グラフィック表示装置

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JPH02103097A
JPH02103097A JP1202271A JP20227189A JPH02103097A JP H02103097 A JPH02103097 A JP H02103097A JP 1202271 A JP1202271 A JP 1202271A JP 20227189 A JP20227189 A JP 20227189A JP H02103097 A JPH02103097 A JP H02103097A
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dimensional
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reduction
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ネイル・アール・オルムステッド
Charles Q Hoard
チャールズ・クイントン・ホード
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    • G06T15/10Geometric effects
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  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Image Generation (AREA)
  • Studio Circuits (AREA)

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] 本発明は、グラフィック表示装置、特に、出力ビデオ・
モニタの観察領域の外側に部分的もしくは全体的にはみ
出している画像の操作も、操作者が表示画面で見えるよ
うにしたグラフィック表示装置のビューポート縮小機能
に関する。
[従来の技術及び発明が解決しようとする課題]グラフ
ィック表示装置の1つの機能は、2次元のビデオ画像を
3次元空間において操作することである。実際には、操
作者は、ビデオ画像が投影されているブレーンを操作す
ることになる。この画像ブレーンは、出力ビデオ・モニ
タに表示される3次元空間の一部に現れるか、あるいは
、この画像ブレーンの一部又は全体が出力ビデオ・モニ
タの観察領域側にある。画像ブレーンが出力ビデオ・モ
ニタ上に完全に表示されていないとき、画像ブレーンを
操作しようとする操作者は、この画像ブレーンが出力ビ
デオ・モニタの観察領域内に全体的に表示されないと、
操作の影響を完全に把握することができない。
したがって、本発明の目的は、ビデオ画像ブレーンが3
次元空間内のどこにあっても、このブレーンの操作を操
作者が観察できるようにするビュ−ボート縮小機能を有
するグラフインク表示装置の提供にある。
[課題を解決するための手段及び作用]本発明のグラフ
ィック表示装置は、出力ビデオ・モニタの通常の観察領
域の寸法を縮小し、この出力ビデオ・モニタの観察領域
の外側領域も、表示画面上に見えるようにするビューポ
ート縮小機能を有する。1組の2次元入力点は、1組の
3次元の点に変換され、更に、グラフィック表示のため
に、1組の2次元出力点に変換される。2次元入力空間
から2次元出力スクリーンへ画像ブレーンの4隅の点を
マツピングして、ワイヤフレームを作成し、ライン・セ
グメントによってこれらを接続する。このワイヤフレー
ムは、ビデオ画像が投影される画像ブレーンを表してお
り、操作者の制御によりこのワイヤフレームを操作する
。マトリクスと可変縮小係数との積を用いて、このマツ
ピング関数の大きさを定め、これにより、1組の2次元
入力点による外見上の斜視投影画像を変化させることな
く、スクリーン上の1組の2次元出力点を、グラフィッ
ク表示の中心部に向かって収斂させる。これによって、
出力ビデオ・モニタの表示領域外にあったワイヤフレー
ム、またはワイヤフレームの部分及びその他の表示パラ
メータがグラフィック表示器の観察領域内に現われる。
本発明の目的、利点及びその他の新規な特徴は、図面を
参照した以下の詳細な説明より明らかになろう。
[実施例] 第1図は、本発明によるビューポート縮小機能を有する
グラフィック表示装置を用いたデジタル・ビテオ特殊効
実装置のブロック図である。このデジタル・ビデオ特殊
効果装置10は、制御パネル12を具えており、この制
御パネルは、操作者インターフェースとして作用すると
共に、制御回路14と相互に作用し合う。この制御回路
14は、種々のビデオ−プロセッサ16及び本発明のグ
ラフインク表示装置18に制御信号を供給する。このビ
デオ・プロセッサ16は、ビデオ・テーブレフーダ、ビ
デオ・カメラ、文字発生器、マット発生器(−様な映像
を表す信号を発生する)等の種々のビデオ情報源から入
力ビデオ信号を受け、これら信号を組み合わせて、表示
用の最終ビデオ信号出力を発生する。このグラフィ・ツ
ク表示装置18は、グラフィック出力映像信号を発生す
る。グラフィック出力ビデオ信号及び最終的な出力ビデ
オ信号をミキサ20に入力する。このミキサは、最終的
な出力ビデオ信号のみ、グラフィック出力ビデオ信号の
み、又は最終的な出力ビデオにグラフィック出力ビデオ
が重なった信号を出力として発生する。本実施例におい
ては、グラフィック表示器22が、グラフィック出力を
伴うか伴わないかにかかわらず、最終的な出力ビデオ信
号を表示しているとき、この表示器は出力ビデオ・モニ
タとして機能する。グラフィック表示器22が表示を行
っているとき、グラフィック出力のみが本発明による縮
小したビューポートになる。最終的な出力ビデオ信号は
、標準的なテレビジョン・プロダクション・スイッチャ
(図示せず)にも入力されて、更にミキシングされ、放
送され、放送用のビデオ・モニタ(図示せず)に表示さ
れる。操作者が種々の入力ビデオ信号の操作の結果を観
察できるように、ミキサ20の出力信号をグラフィック
表示器22に人力する。
第2図は、本発明によるグラフィック表示装置のブロッ
ク図である。このグラフィック表示装置18は、この第
2図に示すように、2つの動作モードがある。これら動
作モードは、制御回路14から作業バッファ24に変換
パラメータを直接伝達するモードと、キーフレーム間を
補間するための実行情報のモードである。操作者が、ジ
ョイスティック及び/又はキーバッドを用いて、制御パ
ネル12により作成した指示情報のあらゆる変化を、変
換パラメータの直接伝達によって、制御バスを介して作
業バッファ24へと中継する。この実行情報は、2つの
キーフレームの方向と中間係数とを入カバソファ26に
供給する。中間アルゴリズム回路28は、この実行情報
から、作業バッファ24に蓄積するための新たな1組の
変換パラメータを計算する。
作業バッファ24内に蓄積された変換/寸うメータ(作
成されたものであるが)に基づいて、2次元投影発生ア
ルゴリズム回路30は、回転軸の交点及び端点、投影点
の中心、並びに2次元マツピング関数を計算し、これら
を中間バッファ32.34.36に蓄積する。ブロック
24.28.30で、マツピング手段を構成する。本発
明によるビニ−ポート縮小機能を適用する前には、グリ
ッド端点は、作業バッファ24内に蓄積されている変換
パラメータにかかわりなく一定である。これは、グリッ
ド端点が、既に2次元出カスクリーン空間内にあり、グ
リッド・バッファ38に蓄積されているからである。こ
れらのグリッド端点は、出力ビデオ・モニタの観察領域
おいて、この観察領域を区別するための格子を決定する
。これらの点及び2次元投影発生アルゴリズム回路30
からのマツピング関数は、3次元変換により、2次元の
投影が2次元入力点のグラフィック表示器22に行われ
るように作用する。
制御バスから供給され、操作者によって制御されるの可
変縮小係数は、係数バッファ40に蓄積され、2次元投
影発生アルゴリズム回路30からの点及びマツピング関
数、並びに格子の端点と共に、縮小ピユーポート・アル
ゴリズム回路42に入力として印加される。その結果、
生じた縮小ビューポートの点及び縮小ビューポート・ア
ルゴリズム回路42からのマツピング関数は、バッファ
44.46.48及び50に夫々蓄積され、グラフィッ
ク表示器22′の中心に総ての点を近づけるようマツピ
ングされる。なお、−ブロック40及び42で、縮小手
段を構成する。第1ワイヤフレーム・バッファ52は、
一定のワイヤフレームのコーナー人力を蓄積しており、
これらの点は、縮小ビニ−ホード2次元マツピング関数
と共にワイヤフレーム・マ・ノピング・アルゴリズム回
路54に入力される。その結果、マツピングされたワイ
ヤフレーム・コーナーは、縮小され、マツピング・ワイ
ヤフレーム・バ・ソファ56に蓄積される。縮小ピユー
ポート点及びマツピングされたワイヤフレーム・コーナ
ー点は、点と線とをプロットするプロット・アルゴリズ
ム回路58に入力され、グラフィック表示器22に表示
するグラフィ、ツク出力画像が発生する。点及び線プロ
ット・アルゴリズム回路58は、各コーナーと端点との
間の点を発生し、これらを接続する線を形成する。なお
、ブロック52.54.56.58で、外形線発生手段
を構成する。
2次元投影アルゴリズム回路30は、作業バ、ソファ2
4からの変換パラメータを用いて2次元マツプ、投影の
中心点及び軸の端点をグラフィック表示器22に発生す
る。第3図は、第2図におけるグラフィック表示装置に
用いる2次元投影発生アルゴリズム回路30のブロック
図である。この第3図に示すように、作業バッファ24
からの3次元変換データは、3次元マツピング・アルゴ
リズム回路60に入力され、3次元での回転中心及びマ
ツピング関数をバッファ62及び64内に夫々生成する
。これら3次元マツピング関数及び回転の中心は、回転
軸端発生器66に入力され、回転軸端及び交点を生成す
る。この3次元マツピング関数は、投影点の中心等の作
業ノ4・ソファ24からの2次元変換データと共に2次
元マ・ノピング発生器68に入力され、2次元マ・ノピ
ング関数及び投影の中心を生成する。
第4図は、第2図に示すグラフィック表示装置に用いる
プロット・アルゴリズム回路58のブロック図である。
第4図に示すような線及び点を発生するためのプロット
・アルゴリズム回路58は、点と点との間に個別の点及
び線セグメントをプロットするための2次元の点を1組
発生する。プロット・ベクトル・アルゴリズム回路70
は、漸次伸張する線をプロットしていく形態をとってお
り、各点を、1つの画素(ピクセル)に等しい長さのベ
クトルとみなす。プロット・ベクトル・アルゴリズム回
路70からのベクトルを、ビデオRAM72に蓄積する
。ビデオRAM72中の走査線は、プロット作業を簡便
にするために、漸次増加する順に構成されている。した
がって、隣接する走査線は、グラフィック表示器22で
の空間的に隣接する走査線に対応するが、表示ビデオ・
アルゴリズム回路74の動作期間中、1つのテレビジョ
ン・フィールドが一時的に表示される。ビデオRAM7
21’!、ビデオ・プロセッサ16からの最終的な出力
ビデオ信号と同期して読み出される。表示ビデオ・アル
ゴリズム回路74は、グレイ・スケール・マツバにより
ビデオRAMの値を処理し、デジタル・グラフィック出
力ビデオを生成する。
グラフィック出力は、ミキサ20内でアナログの白色信
号に変換され、操作者の選択に応じて、最終的な出力ビ
デオ又はカラーの黒色信号と直線的に加算される。
3次元内で2次元画像ブレーンの実際の操作を示したも
のが第5図である。この操作は、グラフィック表示装置
18内でソフトウェアの操作により実行される。ここで
Fを、2次元入力点の1組(u、  v)から3次元出
力点の1組(x、  y+  z)への変換作用を表す
ものとする。同様に、Pを3次元空間内の点から2次元
出力スクリーンの点(x、y)への変換作用を表すもの
とする。即ち、g (u、  v) =p (f (u
、  v) ) = (x、  y)ここで、gは2次
元の人力空間から2次元の出力スクリーンへのマツピン
グ作用を表す。
2次元のマツピング関数であるgは、マトリクスの形で
以下のように表せる。
DG EH FI 入力点(U、V)を出力点(x、  y)にマツプする
ためには、以下のマトリクスの掛は算を実行する。
u   v   11*lA   D   GEH CF、T =IAu+Bv+CDu+Ev+F Gu+Hv+I 系の均一性を保持するために、積のマトリクスの3つの
項を、Gu+Hv+1によって除算し、(Au+Bv+
C)/ (Gu+Hv+1)(Du+Ev+F)/ (
Gu+Hv+ t)   1とする。したがって、入力
点(U、  V)に対応する出力点の座標は、以下のよ
うに計算される。
x= (Au+Bv十C)/ (Gu+Hv+I)y=
 (Du+Ev+F)/ (Gu+Hv十I)マツピン
グ関数gの最初の2つの列に、縮小ビューボート可変係
数Rを掛けることにより、所望の縮小ビューボート関数
が得られる。gをマトリクスの形で表すと、以下のよう
になる。
ARDRGI BRERH CRFRI また出力点(x、  y)は以下のようになる。
(ARu+BRv+CR)/ (Gu十Hv十I)(D
Ru+ERv十FR)/ (Gu+Hv+1) 縮小されたビューボート係数Rをマツピング関数に適用
することによって、後続の総べてのマツピングは、同様
の縮小率に変化する。
第6図は、縮小ビューボート機能のない表示スクリーン
の図、第7図は、本発明による縮小ビューボート機能を
有する表示スクリーンの図である。
グラフィック表示装置18の出力は、グラフィック表示
器22上の縮小ピユーボート・グラフィックの表示とし
て、第6図及び第7図に示す。グラフィ;ツク表示器2
2の陰極線管表示面80上には、出力ビデオ・モニタの
観察領域を表す外形線82が示されている。この外形線
82は、観察領域を線引きする格子線84を含んでもよ
い。外形線82の外側の表示面80の領域は、ワイヤフ
レームによって表される画像ブレーン86を操作できる
残りの「空間Jを表している。実際の画像ブレーン86
は、外形線82によって描かれる領域内に、全体的又は
部分的に位置してもよいし、外形線の外側の残りの空間
に総てが位置してもよい。第7図に示されている外形線
82は、本発明による縮小ビューボートを表している。
操作者は、制御パネル12のノブ等の手段により縮小の
程度を制御できる。縮小するにつれて、外形線82は、
益々小さくなり、今まで見えなかった空間が、表示面8
0の周りにおいて、次第に見える空間となる。
ここで、操作者は、画像プレーン86を、外形線82の
完全な外側でも操作可能であり、外形線82によって表
される出力ビデオ・モニタの観察領域との関係で、画像
ブレーン86がどこにあるかを知ることができる。第7
図は、第6図では見ることはできないが、縮小されたビ
ューボート関数を用いればグラフィック表示器22上で
見ることのできる第2の画像プレーン88を示している
[発明の効果コ このように、本発明では、ビデオの画像ブレーンを操作
するとき、マトリクスの掛は算と、可変縮小係数とによ
り、2次元の入力空間から2次元のグラフィック表示ス
クリーンへの変換を行うことによって、出力ビデオ・モ
ニタの観察領域の外側に展開している画像を、グラフィ
ック表示器上で見ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のグラフィック表示装置を有するデジ
タル・ビデオ特殊効果装置のブロック図、第2図は、本
発明のグラフィック表示装置のブロック図、第3図は、
第2図におけるグラフィック表示装置に用いる2次元投
影発生アルゴリズム回路のブロック図、第4図は、第2
図に示すグラフィック表示装置に用いるプロット・アル
ゴリズム回路のブロック図、第5図は、2次元の入力点
を3次元空間へ変換した後2次元の出力点に変換する状
態を示した図、第6図は、本発明による縮小ピユーボー
ト機能のない表示スクリーンの図、第7図は、本発明の
縮小ピユーボート機能のある表示スクリーンの図である
。 52.54.56.58:外形線発生手段24.28.
30:マノピング手段 40.42:縮小手段

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 表示画面上で観察領域の外形線を発生する外形線発生手
    段と、 所望の位置及び所望の視点において、2次元入力点を3
    次元空間の点に変換した後、上記表示スクリーン上での
    2次元出力点に変換して、マッピングを行なうマッピン
    グ手段と、上記外形線及び2次元出力点を所望の縮小率
    で縮小する縮小手段とを具え、 上記表示画面の中心点において上記2次元出力点を収斂
    させることにより、上記外形線の外側にある領域を表示
    画面内に表示することを特徴とするグラフィック表示装
    置。
JP1202271A 1988-08-04 1989-08-03 グラフィック表示装置 Expired - Lifetime JP2805503B2 (ja)

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US228,087 1988-08-04

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