JPH0336676A - ピクセル描画装置 - Google Patents

ピクセル描画装置

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Publication number
JPH0336676A
JPH0336676A JP1171616A JP17161689A JPH0336676A JP H0336676 A JPH0336676 A JP H0336676A JP 1171616 A JP1171616 A JP 1171616A JP 17161689 A JP17161689 A JP 17161689A JP H0336676 A JPH0336676 A JP H0336676A
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JP
Japan
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color data
pixel
coordinate
pixels
frame buffer
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JP1171616A
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English (en)
Inventor
Takeshi Iizuka
剛 飯塚
Masatoshi Kameyama
正俊 亀山
Nobuhiko Mukai
向井 信彦
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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、電子計算機に接続されて画像表示を行なう
グラフインク表示装置に備えられるピクセル描画装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
第4図は一般的なグラフィック表示装置の構成を示すブ
ロック図である6図において、401はグラフィック表
示装置にデータを与えるCPU、402はCPU401
が行なう処理に必要な命令及びデータを記憶する主メモ
リ、403はグラフインク表示装置とCPU401を接
続するシステムバス、404は表示のための画像データ
を記憶するフレームバッファ、405はフレームバッフ
ァ404が記憶する画像データをもとに画像表示を行な
う表示部である。406は線分を構成するピクセルの色
データを複数ピクセルについて同時にフレームバッファ
404に書き込むことができるピクセル描画装置である
第5図はグラフインク表示装置が備える従来の上記ピク
セル描画装置406の内部構成を示すブロック図である
0図において、102は表示すべき線分の終点座標を保
持する終点レジスタ、103はこの線分の傾きを保持す
る傾きレジスタ、104は上記線分の方向を示す方向デ
ータを保持する方向レジスタ、105は上記線分を構成
するピクセルの色データを保持する色レジスタである。
106は上記線分の始点座標値と終点座標値の間を補間
して、線分を構成するピクセルの座標値を生成する座標
生成器、502は上記線分の始点座標値または座標生成
器106が生成する座標値を保持する座標レジスタであ
る。503は座標レジスタ502が保持する座標値をも
つピクセルの色データを複数蓄積してフレームバッファ
404に書き込むビクセルキャッシュで、文献「へCo
nfigarable  Pixel  Cache 
 for  Pa5t  Image  Genera
tionJ(IBBE  Coa+puter  Gr
aphics  &  Applications。
March 1987 )にピクセルキャッシュの概念
が述べられている。504はビクセルキャッシュ503
が制御する制御部である。
次に動作について説明する。第4図において、CPU4
01は、主メモリ402が記憶する命令及びデータをも
とに、システムバス403を介して、表示すべき線分の
始点座標値と終点座標値、傾き、方向データ、色データ
をビクセル描画装置406に対して出力する。ただし、
表示すべき線分の端点の座標を(XO,YO)、(Xi
、Yl)とし、dX=Xl−XO,dY−Yl−YOと
L、dXとdYのうち絶対値の小なる方をP、大なる方
(以下、この軸方向を長軸方向と称する。)をQとする
と、始点及び終点はQが正になるように定義する。また
、方向データとはX軸方向とY軸方向のどちらが長軸方
向であるかを示すデータであり、傾きとはPをQで除し
た値と定義する。ピクセル描画装置406は、以上のパ
ラメータをもとに、表示すべき線分の始点と終点の間の
座標値を補間し、この線分を構成するピクセルの色デー
タをフレームバッファ404に書き込む処理を行なう、
フレームバッファ404は、ピクセル描画装置406が
書き込んだ色データを記憶する一方でそのデータを表示
部405に出力する0表示部405は、上記データをも
とに画像表示を行なう。
第5図において、CPU401がピクセル描画装W40
6に与える始点座標値は座標レジスタ502にセットさ
れ、終点座標値は終点レジスタ102にセットされ、(
頃きは傾きレジスタ103にセントされ、方向データは
方向レジスタ104にセットされ、色データは色レジス
タ105にセットされる。座標生成器106は、座標レ
ジスタ502が保持する座標値と傾きレジスタ103が
保持する傾きと方向レジスタ104が保持する方向デー
タをもとに、表示すべき線分の始点と終点の間の座標値
を補間することにより、この線分を構成するピクセルの
座標値をlピクセル毎に生成し、座標レジスタ502に
対して出力する。すなわち、座標レジスタ502が保持
する座標値(Xl、yl)、傾きレジスタ103が保持
する傾きをk、座標生成器106の生成する座標値(x
2゜y2)とすると、座標生成器106は、方向レジス
タ104の保持する方向データが、X軸、方向が長軸方
向であることを示す場合には、x2=xl+1.’y2
=yl+になるx2.y2を生成し、Y軸方向が長軸方
向であることを示している場合には、x2=xl+に、
y2−yl+1なるX2゜y2を生成する。ピクセルキ
ャッシュ503は、座標レジスタ502が保持するピク
セルの座標値を読み込み、そのピクセルが、1回のメモ
リサイクルで色データをフレームバッファ404に書き
込むことができる単位(以下、ブロックと称する。)に
含まれている限り、内部の適当な位置にそのピクセルの
色データを蓄積する。ピクセルキャッシュ503が座標
レジスタ502の出力を読み込むと、座標レジスタ50
2は座標生成器106が生成する座標値を、次にピクセ
ルキャッシュ503に出力する座標値として、あらたに
セッ、トする。制御部504は、座標レジスタ502の
座標値をもとにその座標値をもつピクセルがブロック内
に含まれていると判断する間は順次そのピクセルの色デ
ータを蓄積するようにピクセルキャッシュ503を制御
するが、ブロックに含まれないと判断するとそれまでピ
クセルキャッシュ503が蓄積していた色データをフレ
ームバッファ404に対して出力するように制御する。
制御部504は、座標レジスタ502の保持する座標値
と終点レジスタ102の保持する終点座標値を比較する
ことにより、表示すべき線分を構成する全てのピクセル
の色データをフレームバッファ404に書き終えたと判
断するまで上記制御を継続する。
第6図は、表示部405が表示する線分の表示画像であ
る。図中、A、B、C,D、E、F、G。
Hを線分を構成するピクセルであり、折目で区切られた
部分はフレームバッファ404における縦4ピクセル×
横4ピクセルの容量をもつブロックに対応する部分であ
る。
第7図は、第6図に示す線分を描画する過程における、
縦4ピクセル×横4ピクセルの容量をもつビクセルキャ
ッシュ503の内容の変化を示す図であり、図中a、b
、c、d、e、f、g、hはそれぞれ、ピクセルA、B
、C,D、E、F。
G、Hの色データである。まず、ピクセルキャッシュ5
03は、701に示されるように、座標レジスタ502
の保持する始点座標値をもとに、座標値と対応するブロ
ックの適当な位置にピクセルAの色データaをセントす
る。その間、座標生成器106はピクセルBの座標値を
生成しており、その座標値は座標レジスタ502に新た
にセントされる9次に、座標レジスタ502に新たにセ
ットされたピクセルBの座標値をもとに、色データbが
702のようにピクセルキャッシュ503の適当な位置
にセットされる。同様にして、703に示すようにピク
セルCの色データCがセントされる。制御部504がピ
クセルDの座標値を座標レジスタ502から入力すると
、ビクセルA、B。
Cが含まれるブロックにピクセルDが含まれないと判断
し、蓄積中の色データa、b、cをフレームバッファ4
04に対して出力するようにピクセルキャッシュ503
を制御する。ピクセルキャッシュ503は、上記色デー
タをフレームバッファ404に出力する一方で、座標レ
ジスタ502の内容をもとにピクセルDの色データdを
704のように新たにセットする。さらに、705゜7
06.707で示すように、ピクセルキャッジs 50
3は、ビクセルE、F、Gの色データe。
f、gを順次蓄積する。制御部504はピクセルHの座
標値を座標レジスタ502から入力すると、ピクセルH
はピクセルD、E、F、Gと同じブロックに含まれない
と判断し、ピクセルキャッシュ503に指示して、70
7で示される色データをフレームバッファ404へ書き
込みピクセルHの色データhを708のように新たにセ
ットするように制御を行なう。それと同時に、制御部5
04は、ピクセルHの座標値と、終点レジスタ102の
保持する終点座標値を比較することにより、線分描画の
終了を検出し、708のようなピクセルキャッシュ50
3の内容をフレームバッファ404に書き込むようピク
セルキャッシュ503を制御する。以上で線分AHの描
画を終了する。
第8図は、以上のような線分描画の時間軸に沿った処理
経過を示す図である。図において、801.802,8
03,804,805゜806.807,808はそれ
ぞれピクセルA。
B、C,D、E、F、G、Hの色データa、b。
c、d、e、r、g、hをビクセルキャンシュ503が
セントするのに要する時間である。すなわち、ピクセル
キャッシュ503が第7図の701で示される色データ
を蓄積する時間が801に対応する。同様に、702と
802.703と803.704と804.705と8
05.706と806.707と807.708と80
8が対応する。また、809゜810.811は、それ
ぞれ、フレームバッファ404に703,707,70
8で示されるピクセルキャッシュ503の内容を書き込
むのに必要な時間である。一般に、フレームバッファ4
04を構成するD RA M (Dynamic Ra
ndom Access Memory)のメモリサイ
クル時間は250ナノ秒程度であり、ピクセルキャッシ
ュ503が座標値を読み込んで色データを適当な位置に
蓄積するのに要する時間と座標生成器106が座標値を
生成するのに要する時間はともに100ナノ秒程度であ
るので、図中でもそのように時間をとっである。制御部
504の制御により、時間809に対応するフレームバ
ッファ404への色データの書き込み過程と、時間80
4,805,806に対応するピクセルキャッシュ50
3への色データ蓄積の過程は並列して行なわれ、同時に
、時間801と808に対応する処理が並列して行なわ
れる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の技術によるピクセル描画装置406は以上のよう
に構成されているので、フレームバッファ404の1ブ
ロツクに書き込まれる色データの数が場合によって異な
るため、ピクセルキャッシュ503が1ブロツクの色デ
ータを蓄積するのに要する時間も一定ではない、一方、
ピクセルキャッシュ503がフレームバッファ404に
1ブロツクの色データを書き込む時間はlメモリサイク
ルと一定である。従って、色データ蓄積時間と色データ
書き込み時間の不整合が生じ、最高性能を発揮できない
、フレームバッフ1404を構成スるDRAMのメモリ
サイクル時間が250ナノ秒あり、ピクセルキャンシュ
503が1ビクセルの色データをセットする時間及び座
標生成器106がピクセルの座標値を生成する時間が1
00ナノ秒である場合、ピクセルキャッシュ503がフ
レームバッファ404に1メモリサイクルで書き込む色
データの数が、2以下であればフレームバッファ404
のメモリサイクル時間が描画性能のボトルネックとなり
、3以上であればピクセルキャッシュ503の色データ
蓄積時間及び座標生成器106の座標生成時間が描画性
能のボトルネックとなる。
第8図において、812はピクセルキャッシュ503の
色データ蓄積時間及び座標生成器106の座標生成時間
が描画性能のボトルネックとなる部分であり、フレーム
バッファ404が動作していない待ち時間である。この
待ち時間のためピクセル描画装置406の描画性能が低
下する。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、色データの生成時間とフレームバソファへの
色データの書き込み時間の不整合による上記待ち時間を
解消し、描画処理速度の向上を図れるピクセル描画装置
を得ることを目的とする。
CRHを解決するための手段〕 この発明に係るピクセル描画装置は、表示すべき線分を
構成する複数ピクセルの座標値を同時に生成する複数個
の座標生成器106〜109と、表示のための画像デー
タを記憶するフレームバッファ404における上記ピク
セルのアドレスを上記座標生成器106〜109により
生成された座標値に基づいて生成するアドレス生成部1
10と、このアドレス生成部110で生成されたアドレ
スに従って上記フレームバッファ404に同時に書き込
み可能なピクセルの内、線分を構成するピクセルの色デ
ータを上記座標値に基づいて上記フレームバッファ40
4に書き込む制御を行なう書き込み制御部112とを備
えたものである。
(作用) 座標生成器106〜109は表示すべき線分を構成する
複数ピクセルの座標値と同時に生成する。
アドレi生成部1t oはフレームバ・ソファ404に
おけるピクセルのアドレスを上記座標値に基づいて生成
する。書き込み制御部112は、上記アドレスに従って
フレームバッファ404に同時に書き込み可能なピクセ
ルの内、線分を構成するピクセルの色データを座標値に
基づいてフレームバッファ404に書き込む制御を行な
う。
〔発明の実施例〕
この発明の一実施例を図を用いて説明する。第1図はグ
ラフィック表示装置が備えるこの発明の一実施例による
ピクセル描画装置406で、縦4ピクセル×横4ビクセ
ルのブロックをもつものの内部構成を示すブロック図で
ある。図において、101は表示すべき線分のブロック
内での始点(以下、ブロック始点と称する。〉の座標値
を保持するブロック始点レジスタである。102゜10
3.104,105,106は、従来のグラフィック表
示装置におけるピクセル描画装置406の同一符号で示
されるものと同一または相当するものであり、説明を省
略する。107は表示すべき線分のブロック内における
第3ピクセルとなる可能性のある座標値を生成する座標
生成器、108は表示すべき線分のブロック内における
第4ビクセルとなる可能性のある座標値を生成する座標
生成器、109は次のサイクルにおいてブロック始点座
標となる可能性のある座標値を生成する座標生成器であ
る。110はブロック始点座標値をもとにそのブロック
に対応するフレームバッファ404のアドレスを生成す
るアドレス生底部である。111はブロック始点座標値
と終点座標値を比較し、線分描画の終了を判定する終了
判定部である。112は上記構成要素が生成する出力を
もとに、フレームバッファ404の適当な位置に色デー
タを書き込む制御と次のメモリサイクルでフレームバッ
ファ404に書き込まれるべきブロックのブロック始点
座標値の選択を行なう書き込み制御部である。
この実施例のピクセル描画装置の特徴とするところは、
表示すべき線分を構成する複数ピクセルの座標値を同時
に生成する複数個の座標生成器106〜109と、表示
のための画像データを記憶するフレームバッファ404
におけるピクセルのアドレスを座標生成器106〜10
9により生威された座標値に基づいて生成するアドレス
生成部110と、このアドレス生成部110で生威され
たアドレスに従ってフレームバッファ404に同時に書
き込み可能なピクセルの内、線分を構成するピクセルの
色データを上記座標値に基づいてフレームバッファ40
4に書き込む制御を行なう書き込み制御部112とを含
み構成されていることである。
次に動作について説明する。第4図におけるCPU40
1がシステムバス403を介して出力した始点座標値は
第1図のブロック始点レジスタ101にセントされ、終
点座標値は終点レジスタ102にセントされ、傾きは傾
きレジスタ103にセットされ、方向データは方向レジ
スタ104にセントされ、色データは色レジスタ105
にセットされる。(頃きレジスタ103が保持する(頃
きをに、ブロック始点レジスタ101が保持するブロッ
ク始点座標を(Xi、yl)、座標生成器106.10
7,108.109が生成する座標をそれぞれ(x2.
y2)、(x3.y3)、(x4゜y4)、  (x5
.y5)とする、方向レジスタ104が保持する方向デ
ータが、X軸方向が長軸方向であると示している場合、
(x2.y2)=(xl+1.yl+k)、(x3.y
3)−(X1+2.yl+2k)、(x4.y4)= 
(xt+3.yl+3k)、(x5.y5)= (xl
+4、yl+4k)を出力し、方向データが、Y軸方向
が長軸方向であると示している場合、(x2゜)’2)
= (xl+に、yl+1)、(x 3.  y 3)
= (xl+2に、yl+2)、(x4.y4)−(x
l千3に、yl+3)、(X5.y5)−(xl+4に
、yl+4)を出力するように、座標生成器106,1
07,108.109は構成されている。アドレス生成
部110は、ブロック始点レジスタ101の保持するブ
ロック始点座標値をもとに、そのブロックに対応するフ
レームバッファ404のアドレスを生威し、フレームバ
ッファ404に与える。終了判定部111は、ブロック
始点座標と、終点レジスタ102の保持する終点座標を
比較することにより、そのブロック内に終点が含まれる
かどうかを判定し、書き込み制御部112を制御するこ
とにより、線分の終点を検出するまでピクセルの色デー
タをフレームバッファ404に書き込む処理を行なう。
書き込み制御部112は、上記始点座標値と座標生成器
106.107,108,109の生成する座標値をも
とに、ブロック内に含まれるピクセルを選択し、それが
ブロック内のどの位置、のピクセルであるかを判定し、
終了判定部111が線分描画の終了を検出するまで、色
レジスタ105の保持する色データを、線分をtlI威
するピクセルの色データとしてフレームバッファ404
の適当な位置に書き込むと同時に、ブロックに含まれな
いと判定されたピクセルの肉量もブロックの境界に近い
ピクセルの座標値を次のブロック始点座標値としてブロ
ック始点レジスタ101にセットする。書き込み制御部
112が色データをフレームバッファ404に書き込ん
でいる最中には、座標生成器106.107,108.
109が次のメモリサイクルのために必要なピクセルの
座標値を生成するというパイプライン処理を行なうこと
により線分描画性能を向上させている。
第2図は、この実施例によるピクセル描画装置406が
、第6図に示される線分を構成するビクセルの色データ
をフレームバッファ404に書き込む動作を示す図であ
る。図において、201゜202.203は、書き込み
制御部112がフレームバッファ404に書き込む色デ
ータの変化を示す。ただし、a、b、c、d、e、f、
g、hは、それぞれ、第6図中のピクセルA、B、C。
D、E、F、G、Hの色データを表す。座標生成器10
6,107,108,109が、複数のビクセルについ
て同時に座標値を生成するため、書き込み制御部112
は複数ビクセルについての色データを同時にフレームバ
ッファ404に出力できるので、まず、第2図の201
に示すようにピクセルA、B、Cの色データa、b、c
を同時に生成し、フレームバッファ404に出力する0
次に、202に示すように、ピクセルD、E、F。
Gの色データd、e、f、gを同時に生成し、フレーム
バッファ404に出力する。さらに、203に示すよう
に、ピクセルHの色データhをフレームバッファ404
に出力する。
第3図は、以上の線分描画の時間軸に沿った処理経過を
示す図である。図において、301はピクセルA、B、
Cの色データa、b、cを生成する時間、302はピク
セルD、 E、  F、 Gの色データd、e、f、g
を生成する時間、303はピクセルHの色データhを生
成する時間、304は色データa、b、cをフレームバ
ッファ404に書き込む時間、305は色データd、e
、f、gをフレームバッファ404に書き込む時間、3
06は色データhをフレームバッファ404に書き込む
時間である。すなわち、第2図の201202.203
で示される色データを生成する時間がそれぞれ、第3図
の301.302,303であり、上記色データをフレ
ームバッファ404に書き込むのに要する時間がそれぞ
れ、304305.306である0色データをフレーム
バッファ404に書き込む過程304,305と、次の
メモリサイクルでフレームバッファ404に書き込むべ
き色データを生成する過程時間302゜303に対応す
る処理はそれぞれ並列して実行され、その上、上記2種
の過程に要する時間をともに例えば250ナノ秒と等し
く設定してあり、理想的なパイプライン処理が可能とな
るので、処理時間は最短となる。
なお、上記実施例では、ビクセルの座標値を生成するの
にD D A (Digital Different
iaI Ana口zer)法を用いるが、Bresen
hamのアルゴリズムを用いて行なってもよい。また、
上記実施例では線分を構成するビクセルの座標値の補間
のみを複数ピクセルについて同時に行なうものを示した
が、三次元グラフィック表示を行なう際には奥行き方向
の座標値及び色データの補間を複数ビクセル同時に行な
うようにすることを可能である。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、表示すべき線分を構成す
る複数ピクセルの座標値を同時に生成する複数個の座標
生成器と、表示のための画像データを記憶するフレーム
バッファにおけるビクセルのアドレスを座標値に基づい
て生成するアドレス生成部と、上記アドレスに従ってフ
レームバッファに同時に書き込み可能なビクセルの内、
線分を構成するビクセルの色データを座標値に基づいて
フレームバッファに書き込む制御を行なう書き込み制御
部とを備えて構成したので、複数ピクセルの座標値が同
時に生成され、これにより描画するビクセル数に依らな
い一定時間で1ブロソクに含まれる複数ピクセルの色デ
ータを同時に生成してフレームバッファに書き込むこと
ができ、したがって従来のような色データの生成時間と
フレームバッファへの色データの書き込み時間の不整合
による待ち時間が解消され、描画処理速度が向上すると
いう効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係るピクセル描画装置の
構成を示すブロック図、第2図はこの実施例による線分
描画処理の動作を説明するための図、第3図は上記線分
描画処理における時間軸に沿った処理経過を示す図、第
4図は一般的なグラフインク表示装置の構成を示すブロ
ック図、第5図は従来のピクセル描画装置の構成を示す
ブロック図、第6図はグラフィック表示装置の表示部が
表示する線分の表示画像を説明するための図、第7図は
従来のピクセル描画装置の線分描画処理におけるビクセ
ルキャソシュの内容を示す図、第8図は従来のピクセル
描画装置の線分描画処理における時間軸に沿った処理経
過を示す図である。 106〜109・・・・・・座標生成器、110・・・
・・・アドレス生成部、112・・・・・・書き込み制
御部、404・・・・・・フレームバソファ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  表示すべき線分を構成する複数ピクセルの座標値を同
    時に生成する複数個の座標生成器と、表示のための画像
    データを記憶するフレームバッファにおける上記ピクセ
    ルのアドレスを上記座標生成器により生成された座標値
    に基づいて生成するアドレス生成部と、このアドレス生
    成部で生成されたアドレスに従って上記フレームバッフ
    ァに同時に書き込み可能なピクセルのうち、線分を構成
    するピクセルの色データを上記座標値に基づいて上記フ
    レームバッファに書き込む制御を行なう書き込み制御部
    とを備えたことを特徴とするピクセル描画装置。
JP1171616A 1989-07-03 1989-07-03 ピクセル描画装置 Pending JPH0336676A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1171616A JPH0336676A (ja) 1989-07-03 1989-07-03 ピクセル描画装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1171616A JPH0336676A (ja) 1989-07-03 1989-07-03 ピクセル描画装置

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JPH0336676A true JPH0336676A (ja) 1991-02-18

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ID=15926475

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JP1171616A Pending JPH0336676A (ja) 1989-07-03 1989-07-03 ピクセル描画装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5666520A (en) * 1993-03-29 1997-09-09 Hitachi, Ltd. Graphics display system including graphics processor having a register storing a series of vertex data relating to a polygonal line
JP2001051668A (ja) * 1999-08-16 2001-02-23 Sony Corp 画像処理装置

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