JPH02234219A - コンピユータ・システム - 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】 Ａ．産栗上の利用分野 この発明は、コンピュータ表示ウインドウ操作に関し、
より詳しくは、ソフトウエアに基づくウインドウ・マネ
ジャを支援するための、ハードウエアに基づくクリッピ
ング・システムを提供することにある。

Ｂ．従来の技術 データ・プロセッサにより制御される対話的表示端末に
関連する技術の最近の進歩により、表示端末画面上に複
数の文書またはレコードの内容を同時に表示する能力が
オペレータに与えられた。

それらの内容は、典型的には、多くの場合重なりあう複
数のウインドウ中に表示され、そのとき、めいめいのウ
イソドウは、特定の文書またはコンピュータ・ファイル
の内容を表示する。米国特許第４５８６０３６号及び第
４７１４９１８号は、そのような重なりあうウインドウ
をコンピュータ・システム中で使用する方法を示してい
る。

ＩＢＭ　　ＲＴ−ＰＣのための”Ｘ−Ｗｉｎｄｏｗｓ　
　　Ｕｓｅｒ　　　Ｇｕｉｄｅ　　　ａｎｄ　　　Ｒｅ
ｆｅｒｅｎｅｅ”に説明されているＸ　−　Ｗ　ｉ　ｎ
　ｄ　ｏ　ｗｓ　（Ｘ−Ｗｉｎｄｏｗｓは、Ｉ　ＢＭ）
一ポレーションの商標である）においては、「多重空間
的」な様゜式で複数のウィシドウを表示するために、単
一の物理的画面が使用される。そのようなコンピュータ
・システムの最近のものにおいては、複数のアプリケー
ションが同時にコンピュータ上で走ることができる。そ
して、そのコンピュータ上で走る各アプリケーションは
、典型的には表示画面上の１つまたはそれ以上のウイン
ドウを所有する。通常、アプリケーションは互いに独立
であり、従って１つの画面の内容も別の画面の内容とは
独立である。また、それぞれのウインドウは、興なるサ
イズであってよく、一部または完全に重なり得るもので
ある。

それらのウインドウは、典型的には、スタックとしてウ
インドウを眺める、ソフトウエアに基づく表示マネジャ
・システムの制御の下にあり、以てそれぞれのウィンド
ウは深さに関連して全体的に順序付けられている。例え
ば、ある所与の時点で、１つのウインドウが一番上にあ
り、別のウィンドウが一番底にあり、他のウインドウは
それらの間にある、という訳である。ウィンドウは通常
、表示画面の全表示領域を占有するのではなく、また、
一部または完全に別のウインドウによって遮られること
があるので、ウィンドウ能力をもつマルチ・タスキング
・コンピュータ・システム上で走るアブリケーシコンは
、そのようなアプリケーシ９ンに関連するディスプレイ
を生成するために表示アダプタに直接書き込みすること
を許可されない。

典型的には、そのようなコンピュータ・システムにおけ
るアプリケーションは、ウインドウ・マネジャに、自己
の所有する表示画画にデータを転送するように要求しな
くてはならない。ソフトウエアに基づくウィンドウ・マ
ネジャは、その出力要求を「クリッピング」し、そのア
プリケーションからのグラフィックまたはテキスト出力
の、あるアプリケーションの画面上に形成されたウイン
ドウ部分の外にある部分を捨てることによって、あるア
プリケーションのための出力が、そのアプリケーション
によって所有されるウインドウにのみ書き込まれること
を保証する。このクリッピングは通常、ソフトウェアに
基づくユティリティ・プログラムによって実行され、非
常に時間がかかることがある。

最近になって、複雑なコンピュータ生成画像を発生する
ために必要なデータの処理を高速化するための対話的コ
ンピュータ・グラフィックスの分野で著しい進歩があら
われている。そのような技術は、例えば、Ｊ．Ｄ．Ｆｏ
ｌｅｙ及びＡ．Ｖａｎ　　Ｄａｎによる″Ｆｕｎｄａｍ
ｅｎｔａｌｓｏｆ　　Ｉｎｔ．ｅｒａｅｔｉｖｅ　　Ｃ
ｏｍｐｕｔｅｒ　　Ｇｒａｐｈｉｅｓ，　　Ａｄｄｉｓ
ｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ，　　１９８２に記載されている。

３次元対話的コンピュータ・グラフィックスの分野で広
くしようされている技術の１つに、「Ｚパッファ」があ
る。特に、２バッファは、ラスタースキャン・ディスプ
レイ上のコンピュータ生成画像を表示するときの隠れ線
及び隠れ面を消去するために使用される簡単なハードフ
ェア装置である。

過去、対話的コンピュータ・グラフィック・システムは
、通常、典型的には多くの多角形からなる３次元オブジ
ェクトのモデルを生成するために特殊用途のコンピュー
タを使用したものである。

これにおいては、めいめいの多角形が３次元空間中のめ
いめいの位置及び方向と、色と、強度情報をもつ。

コンピュータ・システムによる３次元オブジェクトの表
示には、．典型的には各画素毎の色及び強度値を計算す
ることが必要である。画面上にそのオブジェクトの所与
の向きが表示されている場合、表示画面上の一画素は、
あるオブジェクトの２つ以上の多角形に由来する可能性
がある。そのようなシステム上に表示されている画素値
は、目下の画素を通じての、見る者の視線上にある別の
多角形の「前方にある」多角形からのものである。

３次元オブジェクトの画像がそのようなコンピュータ・
グラフィック・システムに表示されているとき、そのオ
ブジェクトを構成する多角形はある順序で処理される。

この順序は、多角形に出会う自然な順序でよく、それは
オブジェクトを定義するデータ構造が構成される様式に
依存し、出力処理をより簡単にするためにある方法でソ
ートされてもよいものである。例えば、それらの多角形
は、見る者からより遠い多角形に最初に遭遇するように
、深さ（２値）でソートされてもよい。

このソートは、典型的には、多角形をソートされた順序
で処理し、めいめいの多角形毎に、その多角形によって
覆われている画素に適正な値を挿入することにＪって、
特定の光景が画面上に表示されるようにコンピュータ・
グラフィック・システム中で実行される。ある１つの画
素は、その画素によって決定される画面上のその点に幾
つの多角形が重なっているかに応じて、複数回書かれる
ことがある。多角形は深さでソートきれているので、任
意の画素に書かれる最後の値はその画素に最も近い多角
形の値である。言い換えると、見る者に最も近い多角形
が、より遠い多角形を遮ることになる。

多角形を深さでソートすることは、処理時間が長く、ソ
ーティングが絶対間違いのないものではないため、通常
望ましくないことが分かっている。例えば、３次元空間
で複雑な様式で互いに交差しまたは重なりあう多角形は
、必ずしもＺ値に基づきソートされるとは限らず、寧ろ
、もしソーティングが完全に正確に実行されるべきであ
るなら、ソーティングは実質的に各画素毎に実行する必
要があろう。そして、オブジェクトが回転され、背景か
ら移動され、画面中の別のオブジェクトに対して移動さ
れ、あるいは見る者の視点が変わると、ソートは再び行
わなくてはならなくなる。

そのような３次元コンピュータ・グラフィックス・アプ
リケーションにおいては、２パッファの使用により、色
及び強度情報とともに各画素毎の深さ情報（２値）をセ
ーブすることによって、いがなるタイプのソートの必要
性もなくなることが分かった。これについては、前記Ｆ
ｏ　ｌ　ｅｙ及びＶａｎ　　Ｄａｎの文献のｐｐ．６６
０−５６１を参照されたい。こうして、２パッファの使
用により、深さ情報が多角形毎ではなく画素毎に記録さ
れているため、ある光景を構成する多角形を、任意の順
序で処理することが可能となった。従って、奇妙な多角
形の重なりあいゃ交差する多角形がコンピュータ・イメ
ージの生成に有害な影響を及ぼすことがない。

Ｃ．発明が解決しようとする課題 従来の共有表示面をもつコンピュータ・システムにおい
ては、ウインドウを更新するために使用されるソフトウ
ヱアークリ・ンビングが時間がかがるという欠点があっ
たが、この欠点は、本発明によれば、慣用的な表示アダ
プタに、ハードウエアに基づく深さバッファを追加する
こと（こまって克服される。本発明はまた、特定のアプ
リケーションにコンピュータ・システムの表示アダプタ
に対する直接的なアクセス・を与えることを可能ならし
めることによって、ウインドウの更新または再配置に必
要な時間を＠滅するとともに、コンピュータ・システム
上で走っている別のアプリケーションに属するウインド
ウ上の表示内容の完全性を保証するものである。

Ｄ．課題を解決するための手段 本発明は、リフレッシュ・バッファと、少なくとも部分
的に重なりあい、めいめいのウィンドゥが別のウィンド
ウ上に現在表示されている内容とは別の内容を表示する
まうな、複数のウィンドウが形成される画面ディスプし
イをもつ対話的表示端末を有するコンピュータ・システ
ム中でウィンドウを更新し再配置するための新規な方法
及びシステムを提供するものである。本発明の装置は、
重なりあう複数のウインドウの、参照位置を基準とする
現在位置から新しい位置への深さ位置の再配置を要求す
るための入力装置と、複数の各々の重なりあうウインド
ウの現在の澤さ位置を検出して、重なりあう複数の重な
りあうウィンドウに現在関連付けられいる内容に深さ値
を割当てるためのウィンドウ・マネジャを有する。入力
要求に応答して、ウインドウ・マネジャは新しいウイン
ドウ配置の新しい深さ位置を決定し、その入力要求に町
って影響を受けるめいめいの新しいウィンドウに関連す
る内容の位置に新しい漂さ値を割当て、この入力要求に
よって影響を受けることになる、画面上に表示されてい
る内容の部分を再転送するように、影響を受けるアプリ
ケーションに通知する。好適には、めいめいのウィンド
ウに関連付けられている内容は、特定の画素アドレスを
もつ画素値のアレイとして定義される。

このコンピュータ・システムは、現在画面上に表示され
ている重なりあっているおのおのの内容の深さ値を受領
し記憶するための深さパッファを有する。入力要求に応
答する、影響を受けるアプリケーションからの内容及び
それに関連する深さ値の再送信に応答して、深さバッフ
ァ中の比較器が新しく送信された内容の深さ値を、現在
表示されている内容の深さ値に比較する。そして、その
新しい内容がそれと同一のウインドウまたは見る者にと
ってより近いウインドウに関連付けられている深さ値を
もつなら、コンピュータ・システムは、リフレッシュ・
バッファに、リフレッシュ・パッファに、画面をリフレ
ッシュするために新しい内容を記憶するように通知し、
深さバツファに、その新しい深さ値を記憶するように通
知する。

本発明は、幾つかの代替的なハードフェア構成によって
実現することができる。１つの構成においては、あるウ
インドウの内容に関連付けられた深さ値は、ウインドウ
深さ値と、そのウインドウ内の内容の深さ値とを結合し
たものである。そして、深さパッファは、その新しい結
合値を、現在の結合値に比較して、リフレッシュ・パッ
ファと深さバッファがそれぞれ、新しい内容と深さ値と
を記憶すべきかどうかを決定する。

別の実施例では、深さパッファが、各ウインドウ識別子
に関連付けられた現在の深さ位置を記憶するウインドウ
深さテーブルを有する。この実施例では、ウインドウ・
マネジャが、入力要求に応答して、ウインドウ深さテー
ブルにリストされた各ウインドウ識別子毎に新しい画素
深さ値を出力する。比較器が次にウインドウ深さテーブ
ルから、現在深さパッファ中にある各画素密度毎の深さ
値と、新しいウインドウ識別子の深さ値とを読取り、ウ
インドウ深さテーブルから取得した個々の深さ値を比較
する。

本発明のさらに別の実施例では、深さバッファが第１及
び第２の比較器を有し、第１の比較器は新しいウインド
ウ識別子を現在のウインドウ識別子に比較し、第２の比
較器は、現在の各ウインドウ識別子に関連付けられてい
る画素深さ値を、新しいウインドウ識別子に関連付けら
れている新しい深さ値に比較する。そしてもし第１の比
較器が、現在のウインドウと新しいウインドウの識別子
が同一であると決定し、第２の比較器が、新しい画素値
が現在の画素値と等しいかそれよりも小さいと決定する
なら、第１及び第２の比較器の出力に接続された論理装
置がリフレッシュ・パッファに新しい画素値を記憶する
ように通知し、深さバッファに新しいウィンドウ識別子
を記憶するように通知する。

さらに別の実施例では、深さバッファは、第１のバツフ
ァ・アレイと第２のバッファ・アレイの両方を有し、第
１のバッファ・アレイが重なりあうウインドウのめいめ
いに表示されている内容の現在のウィンドウ識別子を記
憶し、第２のバッファ・アレイが、重なりあう各ウィン
ドウ上に表示されている内容の現在の画素深さ値を記憶
する。深さパッファはまた、新しいウィンドゥ識別子を
現在のウインドウ識別子と比較するための第１のパッフ
ァ・アレイに接続された第１の比較器を有し、このとき
、現在のウィンドウ識別子と新しいウィンドウ識別子が
同一なら、第１の比較器はイネーブル信号を出力する。

第２の比較器は、第１の比較器からイネーブル信号を受
け取ったときに現在の画素深さ値を新しい画素深さ値に
比較器するために第２のバッファ・アレイに接続されて
いる。そして、もし新しい画素深さ値が現在の画素深さ
値と等しいかそれよりも小さいなら、第２の比較器は第
１及び第２のパッファ・アレイに、第１のバッファ・ア
レイには新しいウインドウ識別子を記憶するように通知
し、第２のパッファ・アレイには新しい深さ値を記憶す
るように通知する信号を出力する。

重なりあう複数のウィンドウ内の２次元イメージに適用
可能である本発明のさらに別の実施例では、画面上のウ
ィンドウ内の内容に関連付けられた深さ値がウィンドウ
識別子しか含まず、深さバツファは現在のウインドウ識
別子しか記憶しない。そして、入力要求に応答して、ウ
ィンドウ・マネジャは深さバッファに新しいウィンドゥ
識別子を出力し、このとき、一深さパッファ中の比較器
が新しく送信された内容のウィンドウ識別子を、現在表
示されている内容のウィンドウ識別子と比較する。もし
この新しいウィンドウ識別子が、同一のウインドウまた
は見る者に対してより近いウインドウを示すなら、比較
器は、リフレッシュ・バッファと深さバッファに、リフ
レッシュ・パッファには画百表示を新しい内容でリフレ
ッシュするように指示し、澤さパッファには新しいウイ
ンドウ識別子を記憶するように指示する信号を出力する
。

Ｅ．実飽例 本発明をより詳しく理解するために第１図を参照すると
、本発明の方法を達成するために適用することができる
従来技術のコンピュータ・システムの主要な構成のブロ
ック図が示されている。この構成のＣＰＵ２は、すべて
のアプリケーション・プログラムを記憶するシステム・
メモリ４によって支援される。最近のコンピュータ・シ
ステムでは、ＣＰＵ２は２つまたはそれ以上のアプリケ
ーションを同時に走らせることができる。ＣＰＵ２は、
メモリ４と協働して、表示装置（ディスプレイ）６を制
御する。コンピュータ・システムは、典型的には、補助
ディスク記憶８をもつ。このシステムに対する入力はキ
ーボード１０を通じてｙｓ成され、これは、特定のコマ
ンドを入力するか、表示装′ｌｌ６の表示画面上のカー
ソルをメニュー・ベースのコマンドに移動するために使
用することができる。あるいは、入力コマンドは、例え
ばマウスなどの別の入力装置１２から受け取ることもで
きる。このコンピュータ・システムの要素は、システム
・パス１４を介して相互接続されている。

本発明の方法及び装置を形成するために適用することの
できるコンピュータ・システムとしては、２ＭＢ乃至は
それ以上のメモリと、ＡＩＸオペレーティング・システ
ムのバージョン２，２以上によってサポートされたＲＩ
ＳＣ（４１小メモリ・セット・アーキテクチャ）に基づ
＜　ｃｐｕをもつＩＢＭ　　ＲＴがある。９ＩＡつかの
実施例では、ＯＳ／２オペレーティング・システムによ
ってサポートされた、慣用的なＩｎｔｅｌ　　８０２８
６または８０３８６マイクロプロセッサをもつＩＢＭ　
　ＰＳ／２を使用してもよい。

そのようなコンピュータ・システム中のシステム論理及
び装置が第２図及び第３図に詳細に示されている。第２
図において、入力は、慣用的な入力アダプタを通じて与
えることができる。人カアダプタ１２は、入力ドライバ
１４を通じてコンピュータ・システムに接続され、入力
ドライバ１４は、本発明を実現する特定のデータ処理シ
ステムに対する入力動伴をインターフェースするために
必要な慣用的な装置と論理を有する。ドライバ１４は、
入力アダプタから受け取った信号を、本発明内で処理可
能なデータに変換するために使用される。本発明に必要
なルーチン及び論理動咋は、通常、後述するアプリケー
ション監視ユニ・ソト１６によって監視される。ディス
プレイ６に対する変更は表示マネジャ１８によって制御
され、これは、表示アダプタ２２を通じて表示モニタ２
０ヒ通信する。表示アダプタ２２は、表示マネジャから
のコマンドを、表示モニタ２０によってより容易に使用
可能な信号に変換または適合化する。

本発明を実現するためのソフトウエアはメモリ４に記憶
され、アプリケーション監視ユニット１６の指令の下で
実行される。アプリケーション監視ユニット１６はまた
、典型的にはＣＰＵ２の制御の下でメモリ４に記憶され
る。このソフトウエアについては第３図を参照してより
詳細に説明する。

最近のコンピュータ・システムにおいては、アプリケー
ションｒＡ」からアプリケーション「ｎ」までの複数の
アプリケーションを同時に動年させることができる。こ
れらの異なるアブリケーシ甘ンからのめいめいの出力は
、第４Ａ及び第４Ｂ図で参照番号２８、３０、３２及び
３４を付けられた、対話的画面表示モニタ２０上の異な
るウインドウＡ，Ｂ，Ｃ・・ｎ上で眺めることができる
。このコンピュータ・システムのユーザーは、入力アダ
プタ１２と、アプリケーショソＡ乃至ｎのためのアブリ
ケーシデン・ユーザー・インターフェース２２及び２４
に対する対応入力ドライバ１４を通じて各アプリケーシ
ョンとインターフェースする。このインターフェースは
、典型的には、バス２０を介して、入力コマンドを直接
、特定のウインドウのための結果の表示の変更と・とも
に表示マネジャ１８に・運ぶ慣用的なエコー・マネジャ
を有する。アプリケーション監視ユニ・ント１６はこれ
らのさまざまな個々のウィンドウ動作を調整して多重化
し、アプリケーション・インターフェース２６を通じて
表示マネジャ１８への制御を実行する。表示マネジャ１
８は典型的には、バス２０を介して入力ドライバ１４が
ら受け取った入力の結果としての重なりあうウインドウ
の相対的位置を制御するためのウィンドウ・マネジャを
有する。表示モニタ２０及び表示アダプタ２２からなる
対話的ディスプレイ６をもつそのようなコンビでもよい
。

ウインドウの相対的位置を変更するためには，ユーザー
は入力装置１２を介して要求を入力する。例えば、もし
ユーザーが最上ウイソドウＡを一番下に押し込めること
を要望するなら、ヴインドウＢが新たな最上ウィンドウ
となる。すると、ウインドウＢが可視状態になり、ウイ
ンドウＡによって遮られていたウィンドウＣの部分が同
様に見えるようになる。そのウィンドウの一部または全
体が見えるようになった、または露出された時、そのウ
インドウを所有するアプリケーションはウインドウ・マ
ネジャによって、そのウインドウ上に配置されている一
部または全体の内容を再生處しなくてはならないことを
通知される。新たに露出されたウインドウの部分を書き
直すのはめいめいのアプリケーションの責任である。あ
るいは、各アブリケーシヲンは、準にそのウイソドウ全
体を書き直すこともできる。

この例《第４Ａ５０及び第４ＢＩＩ）においては、ウイ
ンドウＢ　（３０）のアプリケーションは少なくともそ
のウインドウＢの左上部を書き直さなくてはならず、ウ
インドウＣのアプリケーションは、ウインドウＣの左上
部の小さい部分について同様のことを行わなくてはなら
ない。各ウインドウは表示画血全体を占有する訳ではな
いので、別のウインドウによって一部または完全に妨げ
られることがある。

各アブリケーシリンは、そのアブリケーシ震ンに関連す
る表示を生成するために表示アダプタ２２に直接書き込
みを行うことを許容されてないない。そうではなくて寧
ろ、アプリケーションＡ、Ｂ，Ｃ及びＤの各々は、その
アブリケーシロンの権限に係る表示画面の部分をリフレ
ッシュするためには、ウインドウ・マネジャに、表示ア
ダプタ２２にデータを送るように要求しなくてはならな
い。こうして、ソフトフェアに基づくウインドウ・マネ
ジャは、別のウイソドウによって部分的または完全に遮
られている特定のウインドウの出力をクリツビングする
ことによって、そのアプリケーションによって所有され
たウインドウにのみ所与のアプリケーションの出力が書
き込まれることを保証するのである。このクリ・ンビン
グは従来、ソフトウエアによって行なわれ、極めて時間
のかかるものであった。

各アプリケーションＡ，Ｂ，Ｃ及びＤから出力された内
容は、パス１４壱介して、表示アダプタ２２中にあって
表示アダプタ２２の動作を制御する特殊プロセッサ３６
に伝送される。特殊プロセッサ３６は、自分が処理する
データを記憶するための専用メモリ３８を有する。この
プロセッサは、ＣＰＵ２から伝送された内容を、表示画
面上の特定の点に関連付けられた特定画素アドレスをも
つ画素値の２次元アレイに変換する。このとき、各アプ
リケーションの伝送内容のうちの、他のアプリケーショ
ンの覆い被さるウインドウによって遮られる部分は、既
にクリ・ンプされている。

この特殊プロセッサは次に、このクリップされたデータ
を、その変換された形式で、パス４０を介してフレーム
またはリフレッシュ・バッファ４２へと運ぶ。このリフ
レッシュ・バッファ４２は、典型的にはＲＡＭアレイで
あって、画素値を相対的位置にディジタル形式で記憶し
、その位置において、画素値は表示モニタ２０の実際の
画面に現れることになる。これらの画素値は、次に表示
コントローラ４４によって、表示モニタ２０上にその内
容の表示を投射するために使用される信号に変換される
。典型的には、表示は、フレーム・バッファ４２中にあ
る画素値の１／３０または１／６０秒毎の再送信によっ
てリフレッシュしなくてはならない。

本発明のコンピュータ・システムにおいては、ウインド
ウ・マネジャが実行しなくてはならないソフトウエア・
クリッピングの量を相当に低減しつつアプリケーシ９ン
に、表示アダプタ２２への直接アクセスを許容するため
に、表示アダプタ２２に新規なＺバッファが追加される
。実際上、ソフトウエアに基づくウインドウ・マネジャ
は、各ウインドウを、３次元空間内の多角形として扱う
。本発明によって要望される特定のウインドウ操忰の目
的にとって、各多角形は背景の平面に対して平行であり
、ユーザーの視線に対して垂直である。よって、各多角
形には単一の深さ値で間に合う。従って、２つの多角形
またはウインドウが同一の深さをもつことはないので、
画素の値を計算するときにとの多角形が前方にあるかと
いうことについて曖昧さは生じない。しかし、この発明
は、各ウインドウ中に表示されている内容が、３次元空
間中に位置している内容を構成するようなウインドウ・
システムにも撞合するごとに留意されたい。

以下では、ウインドウ・マネジャを支援するＺパッファ
・システムの５つの代替実施例が詳細に説明される。各
実施例では、表示マネジャ１８のウインドウ・マネジャ
が、ウインドウＡ１Ｂ，Ｃ及びＤの新しい順序（↓また
は下）を決定し、表示アダプタ２２中のＺパッファ・シ
ステムに記憶すべきウインドウ深さ内容に対する調整を
行ない、ＣＰＵ２上で走る影響を受ける各アプリケーシ
１ンに、そのウインドウの全てまたは一部を再度描かな
くてはならないことを通知する。ＣＰＵ２上で走る各ア
プリケーシジンは、そのアプリケーションに関連するウ
インドウを描き直すことができるように、表示アダプタ
２２を通じて内容を伝送する。Ｚバッファ・システム４
６は、従来技術のコンピュータ・システムではウインド
ウ・マネジャが提供していたクリッピングを提供する。

めいめいの実施例において、Ｚバッファ・システム４６
は　ｒｚパッファ・アルゴリズム」を実施する。２バッ
ファ・システム４６中で実施されるアルゴリズムは、次
のようなものである。

（Ａ）全ての画素値または強度値Ｃ　（ｘ．ｙ）を「背
景」に初期化する。

（Ｂ）全てのＺバッファ値Ｚ　（ｘ，ｙ）を、表現可能
な最大の《最も遠い》Ｚ値に初期化する。

（Ｃ）表示画面上の各多角形（ウィンドゥ）毎に、 その多角形中の各画素毎に、 ＊その画素の色／強度値であるＣｐを計算し、＊その画
素の２値である、ｚｐを計算し、，＊もしＺｐがＺ　（
ｘ，ｙ）と等しいがそれよりも小さいなら、 新しい色／強度値を格納、すなわち Ｃ　（ｘ．ｙ）←Ｃｐとし、 新しいＺＰ値を格納、すなわち Ｚ　（ｘ．ｙ）←ｚｐとする。

第１の実施例においては、Ｚパッファ・システム４６は
、比較器５０とＺバッファ・アレイ５１をもち、Ｚパッ
ファ・アレイ５１は、画面上の内容の現在のＺパッファ
深さ値を含む。各Ｚパッファの値は、フレーム・バッフ
ァ４２によって形成される２次元アレイ中の相対的位置
に基づく特定の画素アドレスをもつ画素色／強度値に関
連付けられている。現存の記憶された深さ値は、「背景
基準位置」に相対的な、画面上に形成されたウインドウ
の深さ値と、その画素が位置しているウインドウ内の特
定の画素の深さとを含む。「背景基準位置」とは、典型
的には見る者から最も遠い位置である。

Ｚパッファ・アレイ５１内に記憶する目的のため、その
深さ値は、ウィンドゥの深さと、そのウインドウ内の画
素深さとを結合することによって形成される。例えば、
比較１｝６０中で使用するためにＺパッファ・アレイ５
１がらの現存の画素値を格納するためのレジスタ４８に
おいて、ウィンドウ深さは高位ピット位１５２を占め、
そのウィンドウ内の画素深さは下位ビット位置５３を占
め、以て所与のウィンドウ中の全ての画素は、そのスタ
ック中でより下方にあるウィンドゥに関連する全ての画
素よりも前方にあると考慮される。

しかし、大抵のアプリケーションでは、ウインドウ内の
個々の画素深さは一定であることに留急されたい。

入力装２ｉｌ２を通じての、表示画面上のウインドウを
再配置するための要求に応答して、ウインドウ・マネジ
ャは、複数のウインドウＡ．Ｂ％Ｃ及びＤの新しい相対
的な深さ位置を決定し、フレーム・パッファ４２中のめ
いめいの画素にバッファ深さ値を割当て、表示が影響を
受ける各アプリケーションに、その表示に関連する全て
の内容、または少なくともこの画面再配置によって彰響
を受ける部分の内容を再転送するように通知する。

ウインドウ・マネジャは次に、画素値への変換のために
、再生成された内容を表示アダプタ２２へと転送する。

その値は、パッファ・レジスタ５６に記憶することがで
きる。また、対応する画素アドレスはレジスタ５８に格
納され、対応するＺバッファ深さ値はレジスタ５４に格
納される。各画素アドレス毎に、慣用的な比較器６０は
、ウィンドウ・レジスタ５４からの新しい２バッファ深
さ値を、２パッファ・アレイ４６中のその位置からレジ
スタ４８へ転送された現存の２バツファ深さ値に対して
比較する。

もしその新しいＺパッファ深さ値が現存Ｚパッファ深さ
値よりも大きいなら、比較器６０は、フレーム・バツフ
ァ４２に、ウインドウ・マネジャからの「書き込み」コ
マンドを無視するように指令する。その新しいＺバッフ
ァ深さ値が現存２バッファ深さ値と等しいかより小さい
場合、比較器６０はフレーム・バツファ４２に、その画
素アドレスにその新しい画素値を格納するように通知す
る信号を出力し、２バッファ・アレイには、その新しい
Ｚバ・ｙファ値を格納するように通知する信号を出力す
る。この処理は、フレーム・バッファ４２中の影響を受
ける各画素アドレスに関連する現存の各２バッファ深さ
値がそのアドレスに対応する新しい２バツファ値に比較
されるまで続けられる。

こうして、第１の実施例のＺパッファ・システム４６は
、ウインドウ゜マネジャのための１クリッピング」を達
成することを可能ならしめるという目標を達成するので
ある。ウインドウ・マネジャからの「書き込み」要求が
、特定のアプリケーションに関連するウインドウに適切
なＺバツファ値を含む限り、Ｚパッファ・システム４Ｂ
は、ウインドウの実際に目に見える画素のみを更新する
ようにすることを保証する。しかし、この実施例では、
ウイソドウ・マネジャが、複数のウインドウの相対的な
積み重ね（スタック）順序を変更するには幾分時間がか
かる。第７Ａ図は、本発明の表示モニタ２０の画面上の
積み重ねられたウインドウＡ，Ｂ，Ｃ及びＤの相対的位
置と、内容が表示されていることをあらわす９×８の画
素格子を示す。ここで、各画素に関連付けられている数
は、その特定の画素が位置付けられている関連ウインド
ウの深さに対応し、それは例えば０、１、２、３及び４
である。第７Ｂ図は、それと同一のウインドウの画面表
示であるが、但しウインドウＡが一番下へと押しやられ
、この新しいウインドウ配置のためにウインドウを描く
ことができるまうになる前に全ての画素に関連する深さ
値と全てのウインドウを更新しなくてはならない、とい
う点で異なる。第７Ｂ図には、この新しいウインドウ配
置をあらわす９×８の画素格子が示されている。ウイン
ドウＡをスタックの一番底に移動する時に更新されなく
てはならない画素は、第７Ｂ図で強調表示されている。

第２の実施例（第８図）では、Ｚパッファ・アレイ６６
が画面上の内容の現在の２バッファ深さ値をも含む。し
かし、記憶されている現存深さ値は、第１の実施例とは
ことなる風に記述されている。第２の実施例では、現の
記憶された深さ値は、特定のウインドウＡ％ＢＳＣ及び
Ｄを識別するウインドウ識別子（！１敗）と、画面上に
形成されたウインドウ内の画素深さ値を含む。そうして
、ウインドウ深さ値は、ウインドウ識別子を、基準位置
に対する各ウインドウの深さを含むウインドウ深さテー
ブルに対する引数として使用することにより得られる。

好適には、ウインドウ深さテーブルは、慣用的なＲＡＭ
アレイである。

第２の実施例をより詳絹に見てみると、ウインドウ・マ
ネジャは、画面表示上のウインドウを再配置するための
入力装置１２からの要求に応答して、複数のウインドウ
Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤの新しい相対的深さ位置を決定し、各
ウィンドウに新しいウインドウ深さ値を割当て、その新
しいウィンドウ深さ値をウィンドウ深さテーブル６８に
送信する。ウインドウ・マネジャはまた、表示が影響を
受ける各アブリケーションに、その表示に関連する全て
の内容、または少なくともこの画面再配置によって彰饗
を受ける部分を再送信するように通知する。

送信された内容は、プロセッサ３６による画素値のアレ
イへの変換のため表示アダプタ２２へと経路指示され、
そこで各画素は、第１の実施例と同様の方法で、対応す
る画素アドレスをレジスタ５８中に格納しながら、順次
的にレジスタ５６に格納することができる。しかし、ウ
インドウ・マネジャは、真の深さ値でなくウィンドウ識
別子の整数がレジスタ７０の高位ビット位置７２に格納
され、その特定のウインドウに関連する画素深さが下位
ビット位置７４に格納されるという点で、第１の実施例
でレジスタ５４に転送される値とは興なる深さ値をレジ
スタ７０に転送する。

それと対応する方法で、レジスタ７６はＺバ・ンファ・
アレイ６６から、特定の画素位置のための現存深さ値を
受け取る。このとき、その値は、レジスタ７６の高位ビ
ット位置にウインドウ識別子整数を有し、レジスタ７６
の廷位ビット位置にそのウインドウ内の画素深さを有す
る。

第２の実施例では、レジスタ７４及び７６に収められる
Ｚバッファ深さ値が、それらをレジスタ７８及び８０に
それぞれ格納する前に、ウインドウ深さテーブル６８か
らの各ウインドウ識別子毎に適当な深さ値を減算するこ
とによって変更される。次に、慣用的な比較器８２がレ
ジスタ７８中の新しい２バッファ深さ値を、レジスタ８
０中の現存Ｚバッファ深さ値と比較する。そしてもし、
レジスタ７８中の新しい値がレジスタ８０中の現存値上
りも大きいなら、比較器８２は、フレーム・バツファ４
２に、ウインドウ・マネジャからの書き込みコマンドを
無視するように命令し、その特定画素アドレスの特定画
素値は更新されないことになる。レジスタ７８中の新し
い値がレジスタ８０中の現存値よりも小さいかそれと等
しい場合、比較器８２はフレーム・バッファ４２に、そ
の特定画素アドレスでその新しい画素値を受け入れるよ
うに通知し、Ｚパッファ６６には、その特定の画素アド
レスの特定Ｚバツファ値を更新するように通知する。

尚、Ｚパッファ６６中の全ての画素について全ての深さ
値を変更する必要はないことに留意されたい。例えば、
８ビットのウインドウ識別子の場合、高々２５６個のウ
インドウ深さテーブルのエントリを変更しさえすればよ
い。一方、もしウインドウが１　０２４Ｘ　１　０２４
画素ディスプレイ上の画面表示面の殆どを覆っているな
ら、第１の実施例の下では約百万のＺバツファ・エント
リを変更する必要があることになろう。しかし、この恩
恵に預かるためには、追加的なウインドウ・バッファ・
テーブル６８が必要である。

テーブル６８が、フレーム・パッファ及びＺバッファの
更新に遅延を引き起こさないようにするためには、テー
ブル６８はレジスタ７０及び７６中のウインドウ識別子
の整数を読取り、対応する真の深さ値をレジスタ７８及
び８０に極めて迅速に伝送しなくてはならない。実際、
その処理は、画素が描かれるのと同じ速度でなくてはな
らない。もしテーブル６日がグラフィックス・パイプラ
イン中の別の段として実現されるなら、動件の最初の画
素が現れるのに必要な潜在時間がわずかに増加するが、
しかし画素を描く速度を低下させることはないであろう
。

第９Ａ図及び第９Ｂ図は、ウインドウＡが最上から最低
へ押し込まれる時に、画素の深さ値のウインドウ識別子
部分が変化する様子を示すものである。このとき、幾つ
かの値は変化しているけれども、それらは第１の実施例
のＪうにそれらがウインドウ・マネジャによって変更さ
れたものでないため、それらは強調表示されていないこ
とに留意されたい。この例では、ウインドウ・マネジャ
は、ウインドウ深さテーブル中のわずかのエントリ（こ
の例では４）を変化させたに″ケぎない。次に、Ｚバッ
ファ中の識別子整数は、ウインドウ澤さテーブル６８中
の新しい深さ値によってアプリケーションＢ及びＣがウ
インドウを再度描くにつれて、自動的に変更される。

第３の実施例（第１０図）では、２バッファ・アレイ８
８が、ウインドウ識別子整数と、めいめいの画素毎のウ
インドウ内の画素深さからなる深さ値を含む。しかし、
ウインドウ深さテーブルのかわりに、第３の実施例は、
レジスタ９０に送られたウインドウ識別子整数と、Ｚバ
ッファ・アレイ８８からレジスタ９２に転送された現存
のウインドウ深さ値との直接比較を採用する。レジスタ
９０及び９２のためのウインドウ識別整数は、高位ビッ
ト位置に格納され、画素深さ値は、他の実施例と同様に
して下位ビット位置に格納される。

第３の実施例をより詳細に見てみると、レジスタ９２か
らの現存ウイソドウ識別整数と、レジスタ９０からのウ
インドウ識別整数が慣用的な比較器９４によって読み取
られる。もし比較器９４が、それらのウインドウ識別子
が等しいと判断するなら、比較器９４は、ＡＮＤゲート
９６にイネーブル信号を出力する。さらに、レジスタ９
２中の現存の画素深さ値が、レジスタ９２中の現存の画
素深さ値に対して、比較器９日中で比較される。そして
、もしこの新しい画素深さ値が古い画素深さ偵よりも小
さいかそれと等しいなら、比較器９８は、ＡＮＤゲート
９Ｇに、イネーブル信号を出力する。もしＡＮＤゲート
９ｅが比較器９４及び比較器９８のとちらかからイネー
ブル信号を受け取らなかったならば、ＡＮＤゲートは、
フレーム・バツファ４２及び２バッファ８８に、ウイン
ドウ＜戟［ム・バ・ンファ４２にはその特定＠素位置の
新しい画素値１０２を記憶するように命令する。

第３の実施例のＺバッファは、別個の高速ウィンドウ深
さテーブルが必要でない、という点で第２の実施例のＺ
バッファよりは有利である。このとき、比較器９４と比
較器９日による比較は、並列的に進行してもよい、とい
うことに留意されたい。この構成の不利な点は、ウイン
ドウが再配置される時に、ウインドウ・マネジャが、２
バッファ８Ｂ中に新しいウインドウ識別整数を記憶する
ことによって画素の所有権を明示的に変更しなくてはな
らない、ということである。

第１１Ａ図及び第１　１　Ｂ図は、ウインドウＡが、ス
タック（積み重ね）の最上から最低へ押しやられるにつ
れて２パッファの値が変化する様子を示すものである。

ウインドウ・マネジャによって変更される２バッファ値
が強調表示されている。しかし、ウィンドウが実際に影
響を受けるがどうかに拘らず全ての画素と全てのウィン
ドウが更新を要する第１の実茄例の２バ・ソファ・シス
テムと比較して、はるかに少ないＺバッファ値を変更す
ればよいことに留意されたい。この実絡例では、影響を
受けるウインドウの、重なりあう領域の画素のみしか更
新されないのである。

第４の実施例〈第１２図｝では、ウィンドウ・マネジャ
が表示アダプタに、第３の実施例と同様にして情報を伝
送するが、その情報が表示アダプタ２２中で構成される
方法は異なる。第４の実施例をより詳細に見ると、表示
アダプタ２２は、ウインドウ内の画素値の源さ情報を記
憶するためのＺパッファ・アレイ１０４と、めいめいの
画素位置に関連するウインドウ識別ｇ数を記憶するため
の別個のＷバッファ・アレイ１０Ｇを有する。この実施
例では、ウイソドウ・マネジャが表示アダプタ中のレジ
ヌタ１０８に新しいウインドウ識別子を出力する。その
ウインドウ内の関連画素深さ値は、ウインドウ・マネジ
ャによってレジスタ１１０にロードされる。このシーケ
ンスのいかなる画素位置に対しても、Ｗパッファからの
ウインドウ識別整数がレジスタ１１２に格納され、Ｚパ
ッファ１０４からの対応する画素深さ値がレジスタ１１
４に格納される。次に、慣用的な比較器１１６がレジス
タ１０８からの新しいウインドウ識別整数をレジスタ１
１２からの現存のウインドウ識別１！１数と比較する。

そルて、もしそれらのウインドウ識別子が等しくないな
ら、比較器１１６は、Ｚバッファとフレーム・バ・ンフ
ァに、ウィンドウ・マネジャからの書き込み命令を無視
するように指令する信号を出力する。しかし、もしレジ
スタ１０Ｂとレジスタ１１４がらのウィンドウ識別整数
が等しいなら、比較器１１Ｇはイネーブル信号しい画素
値を記憶するＪうに指令するイネーブル信号を出力する
。

この第４の実施例は、ウィンドウ識別子を、グラフィッ
クス動作の各グループ毎に一度だけ表示アダプタに転送
しさえすればよい、という点で、第３の実施例よりも有
利である。さらに、ウィンドウ・マネジャの、表示アダ
プタ２２上の新しいウインドウ識別子レジスタ１０８に
対する書き込みアクセスは、そのレジスタがアプリケー
ション・コードによって書替えられることがないように
、監視プログラムに限定することができる。そうして、
適切な画素の所有権が一旦ウィンドウ・マネジャによっ
てセットされ、適切なウィンドゥ識別子がレジスタ１０
日にロードされると、アプリケーショソが所有するウイ
ンドウの外の画面領域は書替えることができない、とい
う知識を以て、アプリケーション・プログラムに表示ア
ダプタ２２に対する直接アクセスを与えることが可能と
なり、このことは、オーバーヘッドの著しい節約となる
。また、第１２図は２つの処理を順次的に示しているけ
れども、その２つの処理は並列的に実行することができ
ることに留意されたい。さらに、ウインドウーマネジャ
にまって変更されるＺ値が、第１１Ｂ図で第３の実施例
として示されたまりな画素に限定されることに留意され
たい。

重なりあう複数のウインドウのめいめいの中に２次元内
容を表示するのに適していると考えられる第５の実施例
においては、画面上のあるウインドウ内の内容に関連す
る深さ値が、ウインドウ識別子しか含まない。そのため
、深゛さバツファ・アレイは、ウインドウ深さとそのウ
インドウ内の画素深さを有する複合深さ値ではなく、現
存ウイソド゛ウ識別子のみを記憶することになる。この
実施例では、第１の実施例で開示したウインドウ・マネ
ジャと２バッファ・システムに次のようなわずかな変更
を加えて使用することができる。すなわち、Ｚバッファ
・アレイ５１とレジスタ４８はＺパッファ深さ値として
ウインドウ識別整数のみを記憶し、ウインドウ・マネジ
ャ２２はレジスタ５４に対して新しいウインドウ識別整
数のみを出力するようにする。別の点では、第１の実施
例で開示された比較器５０の動忰は、前述とほぼ同様で
よい。この第５の実論例はウインドウ内の複雑な内容を
表示するのには適していないかもしれないが、多くのタ
イプのウインドウ・アプリケーションには簡単な解決策
であると考えられる。

Ｆ，発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、ウインドウ・
システムにおいて、４さ情報を記憶するための２バッフ
ァを設けたことにより、ウインドウの再配ｔ＋行うため
のウインドウ・マネジャのソフトウエア的な負担を著し
く軽減し、ウインドウの再配置をハードフェア的に極め
て高速に実行することを可能ならしめるという顕著な効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に採用することができる慣用的なコン
ピュータ・システムの概要図、第２図は、本発明に採用
することができるコンピュータ・システムの対話的表示
部分を表すブロック図、 第３図は、本発明に使用される、対話的表示モ二夕上に
少なくとも部分的に重なる複数のウィソドウを形成する
ことに関連する論理装置の結合を示す図、 第４Ａ図は、画面上の、少なくとも部分的に重なる複数
のウィンドウの初期位置を示す図、第４Ｂ図は、最上ウ
ィンドウが最底に移動された時の第４Ａ図の少なくとも
部分的に重なる複数のウインドウの再順序付けを示す図
、 第５図は、本発明の実現のために使用される表示アダプ
タの図式的なブロック図、 第ｄ図は、本発明の一実施例で利用することができる２
パッファ・システムの図式的なブロック図、 第７Ａ図は、画面表示上の少なくとも部分的に重なるス
タックの相対的位置と、その画面上に表示されている内
容の深さを表す画素値の図式化された格子模様とを示す
図、 第７Ｂ図は、第７Ａ図のウィンドウを順序変更した画面
表示と、本発明の第１の実施例のウインドウ・マネジャ
によって生成される、画面上に表示された内容の深さの
変更を表す画素値の図式化された格子模様とを示す図、 第８図は、本発明を実現するために使用することができ
るＺバ・ンファ・システムの第２の実施例を示す図、 第９Ａ図は、画面表示上の少なくとも部分的に重なるス
タックの相対的位置と、その画面上に表示されている内
容の深さを表す画素値の図式化された格子模様とを示す
図、 第９Ｂ図は、第９Ａ図のウィンドウを順序変更した画面
表示と、本発明の第２の実施例のウインドウ・マネジャ
によって生成される、画面上に表示された内容の深さの
変更を表す画素値の図式化された格子模様とを示す図、 第１０図は、本発明を実現するために使用することがで
きる２バツファ・システムの第３の実施例を示す図、 第１１Ａ図は、画面表示上の少なくとも部分的に重なる
スタックの相対的位置と、その画面上に表示されている
内容の深さを表す画素値の図式化された格子模様とを示
す図、 第１１Ｂ図は、第１１Ｂ図のウインドウを順序変更した
画面表示と、本発明の第３の実施例のウインドウ・マネ
ジャによって生成される、画面上に表示された内容の澤
さの変更を表す画素値の図式化された格子模様とを示す
図、 第１２図は、本発明を実現するために使用することがで
きる２バッファ・システムの第４の実施例を示す図であ
る。 出願人　インターナショナル・ビジネス・第４Ａ図 ＠４Ｂ図 し父

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）リフレッシュ・バッファと、少なくとも一部が重
   なり得る複数のウインドウが形成される画面表示を有す
   る対話的表示端末とをもち、各ウインドウは、該画面上
   の他のウインドウとは異なる内容を表示することができ
   るコンピュータ・システムにおいて、 （ａ）上記複数のウインドウについて、現在の配置から
   新しい配置への、基準位置に基づくウインドウの深さの
   再配置を要求するための手段と、（ｂ）上記各ウィンド
   ウに関連する内容の深さを決定するための手段であって
   、上記大力された要求に応答して、上記新しい配置にお
   ける上記各ウインドウのうちの影響を受ける内容の新し
   い深さ値を決定して該新しい深さ値を伝送するマネジャ
   手段と、 （ｃ）上記画面上に現在表示されているめいめいのウイ
   ンドウに関連する内容の深さ値を記憶するための手段で
   あって、上記入力された要求に応答して上記新しく伝送
   された内容の深さ値を現在表示されている内容の深さ値
   に比較するための比較手段を有し、もし該新しい内容が
   、それと同一のウインドウまたは見る者により近いウイ
   ンドウに関連する深さ値をもつなら、上記画面をリフレ
   ッシュするために、該比較手段が上記リフレッシュ・バ
   ッファに上記新しく伝送された内容を記憶するように指
   令するバッファ手段とを具備する、コンピュータ・シス
   テム。
2. （２）リフレッシュ・バッファを有する表示アダプタと
   、少なくとも一部が重なり得る複数のウインドウが形成
   される画面表示を有する対話的表示端末とをもち、各ウ
   インドウは、該画面上の他のウインドウとは異なる内容
   を表示することができ、複数のアプリケーションを走ら
   せる能力をもつコンピュータ・システムにおいて、 （ａ）上記複数のウインドウについて、現在の配置から
   新しい配置への、基準位置に基づくウィンドウの深さの
   再配置を要求するための手段と、（ｂ）上記各ウィンド
   ウに関連する内容の深さを感知し、めいめいのウインド
   ウに関連する内容に深さ値を割当てるための手段であっ
   て、上記入力された要求に応答して、上記複数のウイン
   ドウの新しい配置を決定し、影響を受けるウィンドウに
   関連する内容に新しい深さ値を割当ててその新しい深さ
   値を出力するマネジャ手段と、 （ｃ）上記画面上に現在表示されているめいめいのウイ
   ンドウに関連する内容の深さ値を記憶するための手段で
   あって、上記入力された要求に応答して上記新しく伝送
   された内容の深さ値を現在表示されている内容の深さ値
   に比較するための比較手段を有し、もし該新しい内容が
   、それと同一のウインドウまたは見る者により近いウイ
   ンドウに関連する深さ値をもつなら、上記画面をリフレ
   ッシュするために、該比較手段が上記リフレッシュ・バ
   ッファに上記新しく伝送された内容を記憶するように指
   令するバッファ手段とを具備する、コンピュータ・シス
   テム。