JPH0340184A - 図形描画装置 - 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】 〔概要〕 図形描画装置に関し、 桁上検出係数ｅを１／２に保持したまま演算することに
より、同一ビット数の処理であれば演算精度を向上させ
て描画性能を高め、あるいは同一の演算精度を得るため
には必要なビット数を１ｂｉｔだけ小さくしてハード的
構成を簡単にできる図形描画装置を提供することを目的
とし、Ｘ方向の移動量Δｘとｙ方向の移動量Δｙで表さ
れる直線を整数値座標上の点列で表現し、少なくとＸ座
標を保持するＸカウンタ、Ｘ座標を保持するＹカウンタ
を用いてビデオＲＡＭに描画座標を書き込んで直線を描
画する図形描画装置において、Ｘ方向の移動量Δｘとｙ
方向の移動量Δｙについて−ＩＩΔｘ１−１Δｙｌｌの
値を設定する第１レジスタと、ｊΔｘＩ　　　ｌΔｙ１
のうち小さい方の値を設定する第２レジスタと、初期値
としてΔｙ−Δｘ　／　２を設定し、次の描画点を求め
るときに自己の値が０以上であれば第１レジスタの値を
加算し、自己の値が負であれば第２レジスタの値を加算
する第３レジスタとを設け、前記Ｘカウンタ、Ｙカウン
タは、少なくとも第３レジスタの設定値に基づいて作動
するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、図形描画装置に係り、特に直線を描画する際
の構成を簡単にし、精度向上を図った図形描画装置に関
する。

直線や曲線をグラフインクデイスプレィ上に表示するこ
とは、コンピュータグラフィソクスの最も基本的な処理
の１つである。特に、ラスクスキャン型デイスプレィや
Ｘ−Ｙブロツク、ドソトブリンクなどでは、線を二次面
上に並んだ微細な点の並び、または離散的な格子交点（
グリソド点）をたどるペンの軌跡として表す必要がある
。

〔従来の技４ネｉ〕 従来の図形描画装置としては、例えば日経エレク１−ロ
ニクス、１９８１年１０月１２日号、））。

２０２〜２０５９日経マグロウヒル社刊に記載されたも
のがあり、この装置による直線描画の具体例は第４図の
ように示される。同図に示すもの番↓直線を整数値座標
上の点列１で表現しており、その座標（ｉｘ、ｉｙ）は
次式■で表される。

Δｘ：直線のＸ方向の移動量 Δｙ：直線のＸ方向の移動量 ｉｘ：ｘの整数部（ただし、描画開始点が原点）ｉｙ：
ｙの整数部（ただし、描画開始点が原点）ｆｌｙの小数
部 第４図に示すものはΔｘ−１２、Δｙ＝８の例である。

なお、ｙの小数部ｆは４捨５人で処理するとすると、１
／２を越えた時にｉｙへ桁上がりをすればいい。この場
合、ｆが１／２以上になる条件は次のようになる。

ｆ　≧ すなわち、 ■弐を変形すると、次のようになる。

２ｉＸ・ΔＹ−（２ｉｙ＋１）Δｘ≧０・・・・・・■
ここで、 ｅ＝２ｉｘ・Δｙ−（２ｉｙ＋１）Δｘ・・・・・・■
とすると、Δｘ≧Δｙで、ｘ、ｙが増加する方向の直線
を表現する点を描画する方法は次のようになる。なお、
説明の都合上、ｅを桁上検出係数と称することにする。

（Ｉ）初期化二〇の初期値を計算する。

初期値は１ｘ＝ｌ、１ｙ＝０のときのｅである。

したがって、■式より ｅ←２Δｙ−Δｘ となる。

（ＩＩ）ステップ１　：　　（ｘ、ｙ）に描画を行う。

（Ｉ［ｌ）ステップ２：次の描画点の座標を求める。

小数部からの桁上がりをｅ≧０で検出し、桁上がりがあ
ったときのみｙを更新する。

したがって、 Ｘ←Ｘ＋１ ｉｆ（ｅ≧０）ｙｌ−ｙｌ１ という処理となる。

（ＩＶ）ステップ３：ｘ、ｙの変化に対応し、ｅの値を
次のような処理で更新する。

１ｆ（ｅ≧０）ｅ４−ｅ−２Δｘ＋２ΔｙｅｌＳｅ　　
ｅ４−ｅ＋２Δｙ （Ｖ）ステップ４：すべての点を描画していないならば
、ステソプＩへ行く。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の図形描画装置にあって
は、桁上検出係数ｅを保持するレジスタに座標差の２倍
の値を入れる構成であるため、オーバーフローを起こさ
ないようにするためには、座標差より１ｂｉｔだけ多く
のビット数を必要とし、回路が複雑になるという問題点
があった。

一方、上記の１ｂｉｔを削除して座標差の値を制限して
しまうと、演算精度が低下し、描画性能も低下するとい
う問題点がある。

そこで本発明は、桁上検出係数ｅを１／２に保持したま
ま演算することにより、同一ビット数の処理であれば演
算精度を向上させて描画性能を高め、あるいは同一の演
算精度を得るためには必要なピント数を１ｂｉｔだけ小
さくしてハード的構成を簡単にできる図形描画装置を提
供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による図形描画装置は上記目的達成のため、Ｘ方
向の移動量Δｘとｙ方向の移動量Δｙで表される直線を
整数値座標上の点列で表現し、少なくとＸ座標を保持す
るＸカウンタ、ｙ座標を保持するＹカウンタを用いてビ
デオＲＡＭに描画座標を書き込んで直線を描画する図形
描画装置において、Ｘ方向の移動量Δｘとｙ方向の移動
量Δｙについて一１１Δｘ１−１Δｙｌｌの値を設定す
る第１レジスタと、ＩΔｘＩ　　ｌΔｙ１のうち小さい
方の値を設定する第２レジスタと、初期値としてΔｙ−
Δｘ　／　２を設定し、次の描画点を求めるときに自己
の値が０以上であれば第・１レジスタの値を加算し、自
己の値が負であれば第２レジスタの値を加算する第３レ
ジスタとを設け、前記Ｘカウンタ、Ｙカウンタは、少な
くとも第３レジスタの設定値に基づいて作動するように
構成している。

〔作用〕

本発明では、ｅの初期値が第３レジスタでΔｙΔｘ　／
　２として設定され、次の描画点の座標を求めるときは
小数部からの桁上がりがｅ≧０で検出され、桁上がりあ
ったときのみｙ座標が更新される。この場合、第３レジ
スタはｅ≧０であれば自己の値に第１レジスタの値を加
算し、ｅ〈０であれば第２レジスクの値をカロ算する。

そして、少なくとも第３レジスタの値に基づいてＸカウ
ンタ、Ｙカウンタにより次の座標が決定される。

従来の計算方法ではｅのＬＳＢは変化しないので、ｅの
値は従来の１／２の値を保持して描画の計算をしてもよ
く、同一ビット数であれば演算精度が向上し、また従来
と同一の演算精度を保つには１ｂｉｔだけビット数を減
らせる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜３図は本発明に係る図形描画装置の一実施例を示
す図である。第１図は図形描画装置のブロソク図であり
、この図において、描画処理は図中の左下部にあるＲＡ
Ｍ　（ビデオＲＡＭ）１０にて行われ、このＲＡＭｌ０
は１ワード−１６ｂｉｔ、ワード−６４にワードで、１
０２４　Ｘ　１０２４の画面を保持する。この場合、画
面とＲＡＭアドレスとは第２図のように対応している。

また、アドレスで１ワービー１６ドツトを選択する。■
ワード中の１ドツトに書込みを行うときは、書込みマス
クを書込みデータとマルチプレツクスして与えることで
行う。

書込みマスクが１のビット位置のみに書込みが行われる
。なお、第１図中のデータバスに添って表記されている
数字はデータのビット数を表している。

ここで、第１図中における主な信号線の意味は、次の通
りである。

ＣＬＫ　：基本クロソク。５ＭＨｚ程度。

φｌ、φ２　：　ＣＬＫから生成されるノンオーバラり
プ２相クロソク。

Ｅｌ：ｘカウンタ１４、Ｙカウンタ１５のカウントする
タイミングを示す。

Ｅ２：加算結果を第３レジスタ１８に書込むタイミング
を示す。

ＭＣＬＫ：メモリアクセスのタイミングを示す。

ＭＥＮＸ　：　ＭＥＮＸ＝Ｏで、メモリアクセスをする
ことを示す。

５ＩＧＮ：第３レジスタ１８のＭＳＢの値を出力。

０ ＲＡＳＸ　：この信号のネガティブエツジで、ＲＡＭｌ
０はアドレス人力からロウアド レスを取込み、データバスから書込 みマスクを取込む。このとき取込ん だ書込みマスクがｌのビットのみデ ータの書込みが行われる。

ＣＡＳＸ：この信号のネガティブエツジで、ＲＡＭｌ０
はコラムアドレスを取込む。

ＷＥＸ　：　ＲＡＭｌ０に書込みの実行を指示する。

第１図に示す各回路の機能を説明すると、ＣＰＵ１ｌは
描画処理に必要な各種制御を行うとともに、必要な命令
を各回路に出力し、描画シーケンス制御回路１２は描画
動作に必要なタイミングを発生させる。クロックジェネ
レータ１３はＣＬＫからノンオーハラソブの２相クロソ
クφ１．φ２を生成して描画シーケンス制御回路１２に
送出する。Ｘカウンタ■４は描画点のＸ座標を保持する
１Ｑｂｉｔのアンプダウンカウンタであり、Δｘ符号で
アンプカウントかダウンカウントかを決定する。Ｙカウ
ンタ１５は描画点のｙ座標を保持する１Ｑｂｉｔのアソ
１ プダウンカウンタであり、Δｙ符号でアンプカウントか
ダウンカウントかを決定する。第１レジスタ１６はＢ−
Ａを設定し、第２レジスタ１７はＢを設定する。また、
第３レジスタＩ８は初期値としてＢＡ／２を設定する。

そして、次の座標を求めるときには、桁上検出係数ｅの
値が０以上ならば第１レジスタ１６の値を加え、０より
小さいならば、第２レジスタ１７の値を加える。

ただし、Ａ、Ｂ、　　Δｘ、Δｙは次のような値である
。

ＡｎΔｘ１，１Δｙ（の内、大きい方の値Ｂ：ｌΔｘ１
，１Δｙ１の内、小さい方の値Δｘ：直線のＸ成分。

Δｙ：直線のｙ成分。

セレクタ１９は第３レジスタ１８の符号（ＭＳＢ）によ
り第３レジスタ１８に加える値を選択し、加算器２０は
セレクタ１９より選択された値とそのときの第３レジス
タ１日の値とを加算して第３レジスタ１８に送り、第３
レジスタ１８はその加算値を保持する。

制御レジスタ２１はＣＰＵＩＩからの命令に従って描２ 画シーケンス制御回路１２の起動を指示したり、Δｘ符
号、Δｙ符号をそれぞれＸカウンタ１４、Ｙカウンタ１
５に出力する等の処理を行う。Ｐカウンタ２２はパター
ンレジスタ２３の読出し位置を指示する４ｂｉｔカウン
タであり、パターンレジスタ２３は実線、点線などの描
画パターンを指定する１６ｂｉｔのレジスタである。１
／１６セレクタ２４はＰカウンタ２２の値に従い、パタ
ーンレジスタ２３の１６ｂｉｔの内の１ｂｉｔを選択す
る。データレジスタ２５は１／１６セレクタ２４の出力
をデータとしてラッチする。このデータレジスタ２５の
値を１６ｂｉｔのデータバスへ出力するときは、すべて
のビットに同じ値を出力する。マスクデコーダ２６はＸ
カウンタ１４の下位４ｂｉｔの値をビット位置にデコー
ドし、例えば次のような対応関係で示される。

（本頁、以下余白） Ｘカウンタの 下位４ｂｉｔ　　　　　ビット位置 ００００　　　　　　１００・・・０００００１　　　
　　　０１０・・・００００１０　　　　　、　　００
１・・・００１　１　１　１　　　　　　　　　　００
０・・・０１←１５ｂｉｔ→ マスクレジスタ２７はマスクデコーダ２６のデコード結
果を保持し、このマスクレジスタ２７の値はメモリサイ
クルの前半で書込みマスクとして出力される。

アドレスレジスタ２８はＸカウンタ１４の上位６ｂｉｔ
と、Ｙカウンタ１５の値をアドレスとしてラッチし、Ｒ
ＡＭ制御回路２９はＲＡＭｌ０のアクセスに必要なタイ
ミングを発生する。マルチブレクザ３０はアドレスをマ
ルチプレツクスしてＲＡＭｌ０に与える。

次に、動作手順に従って作用を説明する。

（Ａ）パラメタ ４ 描画する直線のパラメタは次の通りとする。

Δｘ：ｘ方向の移動量（符号無） Δｙ：ｙ方向の移動量（符号無） ｓｘ：ｘ方向の移動方向くｏ：正方向；１：負方向） ｓｙ：ｙ方向の移動方向（０：正方向；１：負方向） （Ｂ）初期化 ＣＰ　Ｕｌｌが次の設定を実行し、描画シーケンス制御
回路１２をスタートさせる。

Δｘ−Δｙ１の値を第１レジスタ１６に設定し、Δｘ、
Δｙのうち小さい方の値を第２レジスタ１７に設定する
。このとき、Δｘ≧Δｙであれば角度を１°とし、第３
レジスタ１８にはを設定する。一方、Δｘ≧Δｙでなけ
れば角度を“０″とし、第３レジスター８には を設定する。角度は描画しようとする直線とＸ軸との角
度が４５°以下かどうかを表すもので、４５６以下なら
ば“１″を選択し、そうでなければ“０”を選択する。

また、描画開始点のＸ座標をＸカウンタ１４に設定し、
ｙ座標をＹカウンタ１５に設定する。Ｐカウンタ２２に
はパターン読出し開始点、を設定し、ｓｘをΔｘ符号と
し、ＳｙをΔｙ符号とし、さらに描画パターンをパター
ンレジスタ２３に設定する。

（Ｃ）座標計算 直線を構成する点すべてを描画するまで、次のステップ
１、ステップ２を繰り返し交互に実行する。実行の制御
は描画シーケンス制御回路１２からの信号Ｅｌ、Ｅ２で
行う。ステソブｌを実行した後、ステップ２を実行する
と、次に描画すべき点の座標が計算される。

（イ）ステップ１：ＥＬ＝１のときに実行する。

角度−１又は第３レジスタ≧０のときはＸカウンタ←Ｘ
カウンタ±１ とし、角度−〇又は第３レジスタ≧０のとき６ はＹカウンターＹカウンタ±１ とする。

（ロ）ステツブ２：Ｅ２＝１のときに実行する。

第３レジスタ≧０のときは 第３レジスタ←第３レジスタ＋第１レジスタとし、それ
以外のときは 第３レジスター第３レジスタ＋第２レジスタとする。ま
た、このとき同時に Ｐカウンタ←Ｐカウンタ＋１ としてインクリメントする。

上記の動作を実行するタイミングを第３図に示す。第３
図の描画サイクル１では、現在の点の描画と並行して次
の座標計算を行っている。

描画サイクル１でＸカウンタ１４、Ｙカウンタ１５のカ
ウントを実行するが、カウント後の値は描画サイクル２
で出力するアドレスになる。

（Ｄ）メモリアクセス制御 メモリアクセス制御はメモリのアドレスとデータを各レ
ジスタに設定し、出力する動作である。描画シーケンス
制御回路１２からの信号ＭＣ７ ＬＫ、ＭＥＮＸに同期して次の動作を周期的に繰り返す
。

（ｉ）メモリサイクル前半の動作（ＭＣＬＫ＝１）若し
、ＭＥＮＸ＝Ｏであれば、マスクレジスタ２７の内容を
データバスに出力するとともに、１／１６セレクタ２４
の内容をデータレジスタ２５にセットする。データレジ
スタ２５にセットされる１／１６セレクタ２４の値は、
パターンレジスタ２３の１６ｂｉｔの内の１ｂｉｔを選
択した値である。選択する位置はＰカウンタ２２が指定
する。

（ｉｉ　）メモリサイクル後半の動作（ＭＣＬＫ＝Ｏ）
若し、ＭＥＮＸ＝０であれば、データレジスタ２５の内
容をデータバスに出力するとともに、マスクデコーダ２
６の内容をマスクレジスタ２７にセントし、Ｘカウンタ
１４の上位６ビントおよびＹカウンタ１５をアドレスレ
ジスタ２８にセットする。マスクレジスタ２７にセソト
されるマスクデコーダ２６の出力１６ｂｉｔは、Ｘカウ
ンタ１４の下位４ｂｉｔをデコードした結８ 果である。その結果を書込みマスクとしてＲＡＭｌ０に
出力することで、１ワード中の１ドソトに書込みを行う
。

上記のようなメモリアクセスを実行するタイミングは第
３図のように示される。描画サイクル１で実行する描画
は、次座標計算前の描画点の描画である。また、描画サ
イクル２で実行する描画は描画サイクル１で次座標を計
算した後の描画点の描画である。アドレスレジスフ２８
から出力されたアドレスはマルチプレクサ３０によりマ
ルチプレソクスし７ＲＡＭＩＯに与えられる。このとき
、最初のアドレスはＲＡＳＸのネガティブエツジでＲＡ
Ｍｌ０に取込まれ、次のアドレスがＣＡＳＸのネガティ
ブエツジで取込まれる。データバスには書込みマスクと
データがマルチプレソクスしてＲ，ＡＭｌｏに与えられ
る。そして、ＲＡＳＸのネガティブエツジで書込みマス
クがＲＡＭｌ０に取込まれ、ＷＥＸのネガティブエツジ
でデータが取込まれる。

９ ここで、従来と本実施例との作用に基づく差異を考察す
る。

まず、従来は精度を保つために桁上検出係数ｅのビット
数を１ｂｉｔだけ多くする必要があるがここで、ｅの値
のビット数を考える。描画処理の計算中にｅに加える値
に着目すると、偶数のみでであることが判明する。偶数
の２進数表現のＬＳＢは常にＯなので、ｅのＬＳＢは初
期値のときに決定されたまま、計算中に全く変化しない
。また、ｅのＬＳＢがｅの符号に全く影響を与えること
はない。なぜならば、加算を行ったときに加える値のＬ
ＳＢが０のため、加算を行ってもＴ−Ｓ　Ｂからキャリ
ーが発生しないからである。したがって、ｅのＬＳＢは
ｅ≧０の判定に全く影響を与えない。

このことより、従来の計算方法におけるｅのＬＳＢは全
く不要の存在であることがわかる。したがって、ｅの値
は従来の１／２の値を保持して計算したとしても、計算
結果には全く影響しない。その場合の描画方法を従来例
と同しスタイルで比較のために示すと、次のようになる
。

０ （Ｉ）初期化 ｅの初期値を計算する。初期値は、ｊｘ＝１ｉ　ｙ＝Ｑ
のときのｅである。

従来と異なり、 ｅトΔｙ−Δｘ／２ となる。

（ｎ）ステップ１　：　　（ｘ、　　ｙ）に描画を行う
。これは従来と同様である。

（ＩＩ＋）ステップ２：次の描画点の座標を求める。

小数部からの桁上がりをｅ≧０で検出し、桁上がりがあ
ったときのみｙを更新する。

したがって、 Ｘ←ｘ＋１ ｉｆ（ｅ≧０）ｙ４−ｙ＋１ という処理になり、これも従来と同様である。

（■）ステン７’３：ｘ、ｙの変化に対応し、ｅの値を
次のような処理で更新する。

１ｆ（ｅ≧０）ｅ＝ｅ−Δｘ＋Δｙ ｅｌｓｅ、　　ｅ４−ｅ＋Δｙ （Ｖ）ステノブ４：すべての点を描画していない１ ならば、ステップ１へ行く。

ステップ３の処理から明らかであるように、本実施例で
はｅの値が従来の１／２の値に保持して計算されるため
、オーバフローを起こすことがなく、同一ビット数の描
画処理であれば演算精度を向上させることができる。ま
た、従来と同一の演算精度を得るためには必要なビット
数をｌビソトだけ少なくすることができ、ハード面での
構成を簡単にすることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、同一ビ・／ト数の描画処理であれば、
オーバフローを起こすことなく演算精度を向上させるこ
とができ、また、従来と同一の演算精度を得るためには
必要なビット数を１ｂｉｔだけ少なくすることができ、
ハード面での構成を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明に係る図形描画装置の−実２ 施例を示す図であり、 第１図はそのブロノク図、 第２図はその座標平面とＲＡＭアドレスとの対応を示す
図、 第３図はその作用を説明するタイミングチャート、 第４図は直線描画の処理を説明する図である。 １・・・・・・点列、 １０・・・・・・ＲＡＭ　（ビデオＲＡＭ）、１１・・
・・・・ＣＰＵ。 １２・・・・・・描画シーケンス制御回路、１３・・・
・・・クロソクジェネレータ、１４・・・・・・Ｘカウ
ンタ、 １５・・・・・・Ｙカウンタ、 １６・・・・・・第１レジスタ、 １７・・・・・・第２レジスタ、 １８・・・・・・第３レジスタ、 １９・・・・・・セレクタ、 ２０・・・・・・加算器、 ３ ２１・・・・・・制御レジスタ、 ２２・・・・・・Ｐカウンタ、 ２３・・・・・・パターンレジスタ、 ２４・・・・・・１／１６セレクタ、 ２５・・・・・・データレジスタ、 ２６・・・・・・マスクデコーダ、 ２７・・・・・・マスクレジスタ、 ２８・・・・・・アドレスレジスタ、 ２９・・・・・・ＲＡＭ制御回路、 ３０・・・・・・マルチプレクサ。 ４ 直線面画の処理を説明 第 図 する図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｘ方向の移動量Δｘとｙ方向の移動量Δｙで表される直
   線を整数値座標上の点列で表現し、少なくとｘ座標を保
   持するＸカウンタ、ｙ座標を保持するＹカウンタを用い
   てビデオＲＡＭに描画座標を書き込んで直線を描画する
   図形描画装置において、 ｘ方向の移動量Δｘとｙ方向の移動量Δｙについて−｜
   ｜△ｘ｜−｜△ｙ｜｜の値を設定する第１レジスタと、 ｜Δｘ｜、｜Δｙ｜のうち小さい方の値を設定する第２
   レジスタと、 初期値としてΔｙ−Δｘ／２を設定し、次の描画点を求
   めるときに自己の値が０以上であれば第１レジスタの値
   を加算し、自己の値が負であれば第２レジスタの値を加
   算する第３レジスタとを設け、 前記Ｘカウンタ、Ｙカウンタは、少なくとも第３レジス
   タの設定値に基づいて作動するようにしたことを特徴と
   する図形描画装置。