JPH02103097A - グラフィック表示装置 - 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］ 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。