JPH02244285A

JPH02244285A - レンダリング処理のスキツプ処理方法及び表示処理装置

Info

Publication number: JPH02244285A
Application number: JP6374589A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Koga; 和義古賀; Makoto Fujita; 良藤田; Akihiro Katsura; 晃洋桂; Yasushi Fukunaga; 泰福永; Hideyuki Hara; 秀幸原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1990-09-28
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JP2714114B2

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、図形描画を行なうハードウェアにおいて、描
画処理を行う範囲を示す展開領域と、注目する図形の展
開範囲を示す存在領域との領域比較を行うことにより、
描画処理が不要な図形を高速に判定するレンダリング処
理のスキップ方法及びそれを実現する表示処理装置に関
する。

〔従来の技術Ｊファンドメンタルズ・オブ・インタラクティブ・コンピ
ュータ・グラフィックス、フォーレイ著。

（１９８２）第３７５頁から３８１頁（Ｆｕｎｄ＋ｗｅ
ｎｔａｌｓｏｆ　　Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　　Ｃｏｍ
ｐｕｔｅｒ　　Ｇｒａｐｈｉｃｓ、　　ＦＯＬＥＹ。

ＡＤＤＩＳＯＮ　ＷＥＳＬＥＹ（１９８２）ｐｐ　３７
５−３８１　）　ニ記載のように、描画図形をコードと
して記述するデイスプレィ・リストを展開する時に、展
開領域内にはいる描画図形は展開し、展開領域の外部は
展開しないように、デイスプレィリストのデータを高速
にチエツクする機構が、よく用、いられる。即ち。

複数の描画図形単位（セグメント単位）に、描画する領
域が、どの矩形範囲を占めているかを算出する機構であ
る。そして、この矩形範囲（存在領域）と展開領域を、
まず比較し、明らかに展開領域外であれば、その図形に
対する描画処理をスキップするのである。このため、デ
イスプレィ・リスト上の描画図形を全て展開処理する必
要がなくなる。特に、デイスプレィ・リスト上の全ての
描画図形の描画領域に比べ、展開領域が、小さい時に、
有効になる。

ここで、領域比較する時の展開領域と存在領域は、その
領域算出回数が少なくなるように、ＣＲＴ等の出力デバ
イスとは、独立した世界座標系で定義されているのが、
−膜内であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、描画図形が、世界座標で定義されてい
るときは有効であるが、描画図形が１世界座標とデバイ
ス座標（ＣＲＴ等のように出力デバイスに依存する座標
系）の２種の座標系で定義される図形に対しては、配慮
がなされておらず。

このような図形に対しては、領域比較を行なうことがで
きず、必ず１度展開する必要があった。このため、世界
座標とデバイス座標で定義される描画図形の割合が、全
てのデイスプレィ・リスト上の図形の多くを占めるケー
スでは、みかけ上の展開領域が、遅くなるといった問題
があった。このような描画図形としては、太線図形やマ
ーカ図形などがある。たとえば太線図形は、太線を描画
する位置、即ち太線の中心となる直線の始点と終点は、
世界座標で定義し、その線幅はデバイス座標で定義する
。

本発明の目的は、世界座標とデバイス座標で定義される
図形に対しても、上記領域比較を行なう機構を設け、高
速に展開処理の不要な図形のスキップ処理を行い、高速
な展開処理を実現する表示処理装置及びスキップ処理方
法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、世界座標とデバイス座標で
定義される図形の領域比較を行なう座標系を世界座標系
で行なうことにし、デバイス座標で定義される図形の大
きさの量（２ｄとする）を、世界座標に座標変換しく２
Ｄ）、第１種展開領域をＤだけ広くした領域を第２種展
開領域として。

従来の展開領域（第１種展開領域）と別途設定する。

そして、世界座標とデバイス座標で定義される図形に対
しては、第２種展開領域で領域判定を行ない、展開処理
が必要か否かを判定する。

さらに第１種展開領域をＤだけ狭くした第３種展開領域
を新たに設定する６そして、第２種展開領域との比較で描画の必要な図形に
対してその描画図形の存在領域と第３種展開領域とを比
較し存在領域が第３種展開領域の中に含まれていればク
リッピング処理無しの展開処理を行ない、含まれていな
ければクリッピング処理付きの展開処理を行なう。

〔作用〕

２種の座標系で定義される図形の中で、その位置情報は
世界座標で定義され、図形の大きさ情報はデバイス座標
で定義される。

こういった図形定義の中で、第２種展開領域は。

デバイス座標で定義される大きさを展開領域へ還元して
、即ちその大きさだけ第１種展開領域を広くした領域と
して世界座標で定義される。

従って、各図形は、位置情報を示す世界座標だけで第２
種展開領域と領域比較を行ない、第２種展開領域と交わ
る領域がなければ、デバイス座標で定義される大きさの
ある図形に対しても、展開領域内に展開する必要がない
。

このように、第２種展開領域を新たに設定することによ
り、世界座標とデバイス座標で定義される図形に対して
も、領域比較を行なうことが可能となる。

勿論、各図形にたいして、その描画領域をデバイス座標
で示される大きさまで加味して定義する方法もあるにの
方法においても正確に領域比較を行なうことが可能であ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１４図から第９図を用いて
説明する。

まず、ワークステーションのシステム概略梼成を第１図
を用いて説明する。ｃｐｕｔは、セグメント・バッファ
２に、図形描画コマンドを書き込み、グラフィック・プ
ロセッサ３に起動をかける。

起動をかける際に、ウィンドウの数に対応して、複数の
矩形の展開領域を指定する。ここで、図形描画コマンド
は、世界座標で位置を定義するブリミテイヴ図形、コマ
ンド、描画する時の色２幅。

模様等を指示する属性コマンド、図形の集合を制御する
セグメント管理コマンド、世界座標からデバイス座標へ
変換する変換係数を指示する座標変換コマンド等からな
る。その１例を第２図に示している。（第２図の説明は
、第３図の説明の中で記す。）グラフィック・プロセッサ３は、指示された展開領域毎
に、その展開領域に描画図形が展開されるかどうか比較
し、展開する必要があれば、世界座標からデバイス座標
に座標変換を施し、さらに展開領域内と外にまたがって
いる図形に対しては、展開領域内にのみその図形を展開
すべくクリッピング処理を施して、レンダリング・プロ
セッサ４に基準点となるデバイス座標上の座標を供給す
る。

例えば３本線の幅をもつ太線の場合には、１本ずつ、３
本の直線の始点及び終点を渡す。

それを受けとったレンダリング・プロセッサ４は、その
基準点を内挿補間し、モニタ６への表示内容をビットマ
ツプ型式で保持するフレーム・メモリ５に書き込む。

次に、具体的な例を第３図から第５図を用いて模式的に
説明する。第３図（ｂ）は、デバイス座標上へ展開した
様子を示している。ウィンドウ１２の左上にウィンドウ
１１が上に重なっている。

ここでウィンドウ１１は、１番上にあるため、そのデバ
イス座標での第１種展開領域２３（ＤＣ）７１６は、１
つの矩形で構成される。また、ウィンドウ１２は、デバ
イス座標での第１種展開領域２１　（ＤＣ）７１４と第
１種展開領域２２（ＤＣ）７１５とで構成される。第３
図（ｂ）のデバイス座標に対応する世界座標上での定義
、即ち、セグメント・バッファ２内の図形定義と模式的
に第３図（ａ）で示す０図形は、その位置情報を世界座
標で示し、その図形の幅は、デバイス座標での大きさで
（３本線の幅）示されている。尚、図形のデバイス座標
での展開位置は、世界座標系から、デバイス座標系への
座標変換係数に依存しているので、その位置関係が同じ
ではない。

さらに第２図に、この具体例におけるセグメント・バッ
ファ２内のデイスプレィ・リストを簡単に示している。

幾つかの図形を１つのセグメントとして定義し、”ＳＥ
Ｔ　−ＭＡＴＲＩＸ”　で座標変換係数を定義する。こ
れらのデイスプレィ・リストに対し、展開領域２１，２
２．２３と３回、展開処理を行うことになる。その処理
の中で、まず“ＳＥＧＭＥＮＴ　−５ＴＡＲＴ”の情報
である存在領域と展開領域を比較し、展開領域内にある
図形の集まり（セグメント）のみを展開処理し、明らか
に、存在領域と展開領域が重ならない場合には、そのセ
グメントの展開処理をスキップする。

ところで、第３図（ａ）で示す第１種展開領域２１　（
ＷＣ）７１１に対して各セグメントの存在領域と比較す
ると、第１種展開領域２１（ＤＣ）７１１内には、どの
セグメントも存在しないことになり、すべてのセグメン
トがスキップされることになる。しかし、第３図（ｂ）
の第１種展開領域２１　（ＤＣ）７１１に示すように平
行四辺形の１部を描画する必要がある。

こういった場合は、図形の線幅Ｘを世界座標で定義でき
ず、デバイス座標で定義している場合に発生することが
わかる。よって、こういった図形においては、領域比較
によるスキップ処理は行えず、すべての展開領域におい
て、展開処理する必要があった。

そこで、展開領域を図形の大きさを示すデバイス座標上
の大きさ分（以下ｄとする）だけ、大きくとる。第３図
で示した例に対し、第４図を用いて説明する。第４図（
ｂ）はデバイス座標で定義しである。この中で、第２種
展開領域（ＤＣ）として、第３図（ｂ）で定義した第１
種展開領域（ＤＣ）に、線幅の太さｄ分だけ大きくした
領域を定義する。そして、このデバイス座標上の第２種
展開領域を世界座標へ座標変換を施し、第２種展開領域
（ＷＣ）を算出して、定義する。第４図（ａ）に示すよ
うに、第２種展開領域２１（ＷＣ）７２１、第２種展開
領域２２　（ＷＣ）７２２、第２種展開領域２３　（Ｗ
Ｃ）７２３が得られ、特に、第２種展開領域２１　（Ｗ
Ｃ）７２１と、第２種展開領域２２　（ＷＣ）７２２は
一部重複することになる。

ところで、各描画図形の存在領域は第３図と同じある。

第４図（ａ）で領域比較を施すと平行四送形の存在領域
８１１は、第２種展開領域２１（ＷＣ）７２１及び、第
２種展開領域２２（ＷＣ）７２２に含まれ、第２種展開
領域２３　（ＷＣ）７２３には含まれない。従って、第
２種展開領域２１（ＷＣ）７２１．２２　（ＷＣ）７２
−２におイテ、展開処理が行なわれ、他の領域では、ス
キップ処理となる。

ここで、平行四辺形の描画処理において、展開領域で、
クリッピング処理を施す必要がある。このクリッピング
処理においては、第１種展開領域（ＤＣ）でクリッピン
グを求めることになる。

さらに、第３種展開領域を設定する。第５図を用いて説
明する。第２種展開領域は、第１種展開領域をｄだけ拡
げで設定した。第３種展開領域は第１種展開領域をｄだ
け小さくして設定する。当然、全ての展開領域に対して
行う、第５図に示す四角形を円の存在領域８１２は、第
３種展開領域２３の内にある。このケースにおいては、
以下の描画処理やレンダリング処理等で明らかにクリッ
ピング処理を施す必要がない。また、平行四辺形の存在
領域は、どの第３種展開領域内にも完全には、含まれず
、第３種展開領域２２（ＷＣ）７３５にまたがっている
。これは、平行四辺形の展開処理において、′クリッピ
ング処理が明らかに不要″ではないことを示している。

以上の処理フローの概略を第６図に示す。描画図形の存
在領域と、まず、第２種展開領域の領域比較を行う。重
複した領域がなければ、展開する必要がなく、その描画
図形は、スキップ処理される。

次に、第３種展開領域と領域比較を行う。存在領域が第
３種展開領域内にあれば、クリッピング処理なし描画処
理を行い、それ以外のケースでは。

クリッピング処理付き描画処理を行う。

一般に、クリッピング処理なし描画処理は、クリッピン
グ処理付き描画処理に比べ、高速に処理を行うことが可
能であり、この方式は、高速にその判定を行うことがで
き、高速描画に大きく貢献する。

また、これらの領域比較の処理は、第１図のグラフィッ
クプロセッサ２で行う。今まで述べてきた、領域をグラ
フィックプロセッサ２のローカル・メモリの第１種展開
領域保持領域７１、第２種展開領域保持領域７２、第３
種展開領域保持領域７３に保持する。

第７図にそのグラフィックプロセッサのローカル・メモ
リの展開領域のマツプを示す。これらの関係を下式で示
す、ここで、デバイス座標から世界座標への逆座標変換
行列をＭ′とする。

上記（１）〜（３）式は、第１種展開領域（ＤＣ）であ
るＸ。＋　ｙＯｔ　Ｘｌ、ｙｌに依存する値であるので
、展開領域が、変更される時にのみ計算をすればよい。

また、第６図におけるクリッピング処理なし描画処理か
、クリッピング処理付き描画処理の区別は、フラグを設
定することにより次のレンダリング・プロセッサ４に情
報を伝達することができる。

次に第６図で示したクリッピング処理付き描画処理につ
いて、第８図と第９図を用いて説明する。

第８図は第４図で示したウィンドウ１２のみ図示する。

直線描画におけるレンダリング・プロセッサの役割は、
グラフィックス・プロセッサから与えられる直線の始点
と終点の座標値よりその間の座標点を内挿補間すること
である。ただし直線描画の属性である線幅はレンダリン
グ・プロセッサにコマンドで指示しておく、シたがって
線幅として３本線が指示されていれば、レンダリング・
プロセッサは直線描画のコマンドで与えられた始終点に
対し逐次３本線にして展開する。従ってクリッピング処
理はグラフィックス・プロセッサで行なう。

グラフィックス・プロセッサは、先ず、線幅の属性とし
て３本線を指示する。つぎに、４つの直線９０１，９０
２，９０３，９０４ｔ’構成されている平行四辺形の１
直線ずつその始点と終点（連続している直線は始点と、
以下は終点）をデバイス座標に座標変換して１頂点ずつ
レンダリング・プロセッサに供給する。その際、処理ブ
ロック９１１に示すように１直線ずつクリッピング処理
が必要かどうかを領域比較しながらクリッピング処理が
必要か否かを判定する。ところで、直線の始点と終点は
、直線の展開領域を示すので、直線の始点と終点で示さ
れる領域と各種展開領域の領域比較を行なう。

クリッピング処理が不要であれば、処理ブロック９１２
に処理が移り、そのままレンダリング・プロセッサに座
標点を渡す。またクリッピング処理が必要な直線の場合
には、処理ブロック９１３に処理が移る。

処理ブロック９１３では、まず線幅の属性として１本線
をレンダリング・プロセッサに指示し、クリッピング処
理を行ない、太線を構成する３本の直線の１本１本の始
点と終点をレンダリング・プロセッサに指示する。この
クリッピング処理において使用するデバイス座標の展開
領域は第１種展開領域（ＷＣ）７１にたいして１本の直
線のクリッピング点を算出する。そして、再度線幅の属
性として３本線をレンダリング・プロセッサに指示して
おく。

また、処理ブロック９１１により明らかに展開領域の外
にあれば、次の直線展開処理に移る。

本実施例においては、図形の存在領域と第２種そして第
３種展開領域の領域比較を行なった。しかし、第２種展
開領域又は第３種展開領域のどちらか１つのみの領域比
較でも、その効果は大きく。

高速な展開処理が可能となる。

さらに、本実施例においては、第２種展開領域と存在領
域の比較を行ない、そして第３種展開領域と存在領域の
領域比較を行なっている。しかし、第２種展開領域は、
第３種展開領域より必ず大きい領域であることを利用し
て、同時に第２種と第３種展開領域の比較を行なうこと
ができる。

また１本実施例においては、３種の展開領域にたいし、
各々１世界座標系とデバイス座標系とで２セット保持し
ている。しかし、デイスプレィ・リストに描画図形の存
在領域が含まれないシステムにおいては１世界座標系で
の展開領域は必要がない、このようなシステムにおいて
も、デバイス座標系の３種の展開領域のみの構成で高速
な展開処理が可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、世界座標とデバイス座標の２種の座標
系で定義された図形に対しても、描画処理を行う前に、
描画処理する必要があるかどうかを判定できるので、描
画性能を高速にすることが可能となる。

また、本発明によれば、描画処理が必要な図形または１
図形を構成する基本描画図形に対して、クリッピング処
理が不必要かどうかが、描画処理を施す以前に明確にな
り、クリッピング処理無し描画処理を施すことができる
ので、描画性能を高速にすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の特徴を示すシステム概略構
成、第２図は、第１図のセグメントバッファ２内に記述
されるコマンド例の一例、第３図はマルチウィンドウ表
示の具体的な例を示し、第３図（ｂ）はデバイス座標上
への展開、第３図（ａ）は世界座標上での定義、第４図
は第２種展開領域での領域比較の１例を示し、第４図（
ｂ）はデバイス座標への展開、第４図（ａ）は世界座標
上での定義、第５図は第３種展開領域での領域比較の１
例を示し、第５図（ｂ）はデバイス座標への展開、第５
図（ａ）は世界座標上での定義。第６図は領域比較の概理概略フロー、第７図は第１図の
グラフィックプロセッサ２内のローカルメモリの各種展
開領域のマツプ、さらに第８図はデバイス座標展開領域
でのクリッピング処理、第９図は第６図の処理ブロック
″クリップ付描画処理″の詳細フローであるデバイス座
標展開領域での領域比較法を示した図である。７１・・・第１種展開領域保持領域、７２・・・第２種
展開領域保持領域、７３・・・第３種展開領域保持領域
、７１１・・・第１種展開領域２１　（ｗｃ）、７１２
・・・第１種展開領域２２　（ＷＣ，）、７１３・・・
第１種展開領域２３　（ＷＣ）　、７１４・・・第１種
展開領域２１　（ＤＣ）　、７１５・・・第１種展開領
域２２　（ＤＣ）、７１６・・・第１種展開領域２３　
（ＤＣ）、７２１・・第２種展開領域２１　（ＷＣ）、
７２２・・・第２種展開領域２２　（ＷＣ）、７２３・
・・第２種展開領域２３　（ＷＣ）、７２４・・・第２
種展開領域２１　（ＤＣ）、７２５・・・第２種展開領
域２２（ＤＣ）、７２６・・・第２種展開領域２３（Ｄ
Ｃ）、７３１・・・第３種展開領域２１（ＷＣ）、７３
２・・・第３種展開領域２２（讐Ｃ）、７３３・・・第
３種展開領域２３（ＷＣ）、７３４・・・第３種展開領
域２１（ＤＣ）、７３５・・・第３種展開領域２２（Ｄ
Ｃ）、７３６・・・第３種展開領域２３　（ＤＣ）、８
１１・・・平行四辺形の存在領域、８１２・・・円と四
角形からなる図形の存在領域、８２１・・・平行四辺形
の第２種存在領域、８２２・・・円と四角形からなる図
形の第２種存在領域。Ｎ；茅第　３　口０す、１４０（Ｑ−）第霞第ダ口（α）華第図茅

Claims

【特許請求の範囲】１、システム全体の制御をつかさどるプロセッサと、モ
ニタに表示する図形の存在領域情報を含む描画コマンド
列を保持するメモリと、描画コマンド列を展開する第１
種展開領域を一定量広くした第２種展開領域を記憶する
手段を内蔵し、該第２種展開領域情報と前記描画コマン
ド列に含まれる存在領域とを比較して、必要なコマンド
を選択するグラフィックス・プロセッサと、該グラフィ
ックス・プロセッサから供給される命令を実行しビット
・マップ形式で展開するレンダリング・プロセッサとを
有することを特徴とする表示処理装置。２、前記グラフィックス・プロセッサに前記第２種展開
領域に加えて、前記第１種展開領域を記憶する手段を内
蔵することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記述の
表示処理装置。３、前記グラフィックス・プロセッサに前記第２種展開
領域、及び前記第１種展開領域に加えて、前記第１種展
開領域を一定量狭くした第３種展開領域を保持する手段
を内蔵することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
述の表示処理装置。４、図形の展開処理を行なう領域を一定量広くした第２
種展開領域とモニタに表示する図形の存在領域情報を含
む描画コマンド列に含まれる図形の存在領域情報を比較
し、図形の存在領域が第２種展開領域の外部にある場合
には、描画図形情報をスキップして処理を進めることを
特徴とするレンダリング処理のスキップ処理方法。５、図形の展開処理を行なう領域を一定量狭くした第３
種展開領域とモニタに表示する図形の存在領域情報を含
む描画コマンド列に含まれる図形の存在領域情報を比較
し、図形の存在領域が第３種展開領域の内部にある場合
には、クリツピング処理無しのレンダリング処理をおこ
なうことを特徴とするレンダリング処理のスキップ処理
方法。６、図形の展開処理を行なう領域を一定量広くした第２
種展開領域とモニタに表示する図形の存在領域情報を含
む描画コマンド列に含まれる図形の存在領域情報を比較
し、図形の存在領域が第２種展開領域の外部にある場合
には、さらに前記描画コマンド列を展開する第１種展開
領域を狭くした第３種展開領域と存在領域を比較し、存
在領域が第３種展開領域の中に含まれていればクリッピ
ング処理無しの展開処理を行ない、存在領域が第３種展
開領域の外にかかつていれば、第１種展開領域で描画図
形の切り出しを行なうクリッピング処理付きの展開処理
を行なうことを特徴とするレンダリング処理のスキップ
処理方法。７、請求の範囲第１項乃至第３項において、第２種展開
領域または第３種展開領域を算出する前記一定量（展開
領域の縮小大拡大量）をユーザが任意に設定できること
を特徴とする表示処理装置。８、特許請求の範囲第４項乃至第６項において第２種展
開領域または第３種展開領域を算出する前記一定量（展
開領域の縮小拡大量）をユーザが任意に設定できること
を特徴とするレンダリング処理のスキップ処理方法。９、システム全体の制御をつかさどるプロセッサと、描
画コマンド列を保持するメモリと、描画コマンド列を展
開する第１種展開領域と第１種展開領域を一定量広くし
た第２種展開領域と第１種展開領域を一定量狭くした第
３種展開領域を記憶する手段を内蔵し、該第２種展開領
域情報と前記描画コマンド列に含まれる存在領域とを比
較して、必要なコマンドを選択し、さらにその描画コマ
ンドを構成する個々の基本描画図形を領域比較し、クリ
ッピング処理が必要な基本描画図形と、クリッピング処
理が不要な基本描画図形と展開処理が不要な基本描画図
形とを区別するグラフィックス・プロセッサと、該グラ
フィックス・プロセッサから供給される基本描画図形の
命令を実行しビット・マップ形式で展開するレンダリン
グ・プロセッサとを有することを特徴とする表示処理装
置。１０、矩形領域の左下の座標点、及び右上の座標点を保
持するレジスタを２セットずつあわせて、４個のレジス
タを具備し、さらに左下の座標点どうしまたは右上の座
標点どうしのレジスタの値を比較する比較器を２個もつ
ことにより、高速に領域比較を実現することを特徴とす
るグラフィックス・プロセッサ。