JPH0357087A - 多角形ぬりつぶし装置 - Google Patents

多角形ぬりつぶし装置

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JPH0357087A
JPH0357087A JP1193490A JP19349089A JPH0357087A JP H0357087 A JPH0357087 A JP H0357087A JP 1193490 A JP1193490 A JP 1193490A JP 19349089 A JP19349089 A JP 19349089A JP H0357087 A JPH0357087 A JP H0357087A
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JP
Japan
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adder
plane
data
circuit
polygon
Prior art date
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Pending
Application number
JP1193490A
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English (en)
Inventor
Fumiaki Ishibashi
石橋 文明
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Priority to EP19900308145 priority patent/EP0410720A3/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00General purpose image data processing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/002D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/40Filling a planar surface by adding surface attributes, e.g. colour or texture
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/50Lighting effects
    • G06T15/80Shading

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Image Generation (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

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、3次元グラフィンクディスプレイや3次元グ
ラフィックワークステーションのような3次元図形の面
塗り処理を行うシステムに用いられる多角形ぬりつぶし
2i置に関する.〔発明のm要〕 本発明は、3次元図形の面塗り処理を行うノステムに用
いられる多角形ぬりつぶし装置において、使用効率が低
い割に回路規模が大きく、また画素データの生成効率が
低いという問題点を平面の方程式を解法する手段と、画
素のx,yアドレス値とデータ値を算出する複数の加算
手段と、画素のx,  yアドレスが、対象多角形西に
あるか否かを判定する内外判定手段により解決し、袖間
動作に必要な減算・加算回路の削減・簡素化と従来には
なかった高速な画素データ生成をするようにしたもので
ある. 〔従来の技術〕 従来からグラフィックディスプレイ装置等においては多
角形ぬりつぶしi能が必須であり、第3図に示すように
、多故の除算回路および加算回路から構成される辺補間
部と、辺補間部により得られたデータに基づいて線分描
画を行うための線分捕間部とを有ずる多角形ぬりつぶし
装置が組込まれている. さらに詳細に説明する.上記辺補間部は、多角形領域の
互いに対向する2辺に対してそれぞれX方向,y方向.
2方向,1方向の傾きを計算させるための合計8個の減
算・除算回路と、各減算・除算回路からの出力データを
入力とする加算回路とを存し、上記の2辺についてそれ
ぞれX方向.y方向.2方向9 ■方向の直線捕間を同
時に行わせるようにしている。
また、上記線分補間部は、上記辺袖間部により得られた
データを入力とする3個の減算・除算回路と、各減算・
除算回路からの出力データを入力とする加算回路を有し
ており、上記辺補間部により{1られた2辺の補間デー
タを描画すべき線分の両端データとして扱うことにより
、描画すべき線分に対応する多数のピクセルデータを生
威し、画像メモリに供給するようにしている. 促っ”(、2本の辺についてのめ線補間動作を高速に行
うことができ、その後、補間データに基づいて描画すべ
き線分に対応する多数のピクセルデータを生威すること
ができる. 〔発明が解決しようとする課題〕 上記の構威の多角形ぬりつぶし装置においては、iJ補
間部と線分hli問部に多数の減算・除罫回路が必要で
ある構戊、及び、辺補間部と線分捕間部の処理が主従関
係である構成のため、以下のような3つの問題がある. 1つ目の問題は、辺袖間部の?i4 ’51使用頻度が
J1常に低いにもかかわらず減算・除IT.回路と加算
同路の必要個数が多く、減算・除算回路.加算回路の稼
働効率が非常に低いことである。
さらに詳細に説明すると、例えば、1ボリゴンを20 
X 20画素の正方形であると仮定した場合には、lボ
リゴンを処理するために必要な演算は、辺Gilt間に
おいて2回の減算・除算動作と20回の加算動作がlパ
ラメータに対し行われるのに対して、線分補間部におい
ては20回の減算・除算動作と400回の加算動作が1
パラメータに対して行われるのであり、辺補間部の使用
頻度が線分捕間部の使用頻度と比較して著しく低いこと
になる.2つ目の問題は、線分補間部が動作するために
は、その以前に辺補間部からのデータがそろっている必
要があるが、もし、辺補間部の演算とデータ転送にJ!
間が多くかかると、線分捕間部の処理開始が、遅れるこ
とになり処理速度向上が疎外されることである. さらに詳細に説明する.第4図に示すように、上記辺補
間部においては、減算・除算回路から出力されるデータ
に基づいて加算回路による加算動作が行われた後に、得
られた補間データが線分補間部に伝送されるのであり、
上記加算動作と、得られた補間データの伝送動作とは順
次シリアルに行われることになる. また、上記線分補間部においては、辺鋪間部からのデー
タ転送を待ってから、線分の傾き計算のための減算・除
算動作と画素データ生戒のための加算動作が行われる. 従って、辺補間部の処理時間の方が、線分補I;1部の
処理時間より長い場合には、線分補間部の処理開始が、
辺捕間部からのデータ転送終了まで1,シたされること
になり、処理速度が低下する。
3つ目の問題は、線分補間部の処理において、最初に、
減算・除算を必要とすることが画素データ生成速度向上
のマイナス要因になっていることである. さらに詳細に説明する.第4l2lIに示すように、線
分補間部の本来の目的は、画素データをIL成ずること
であるが、従来技術では、画素データ生威のための加算
動作する前に、線分の傾きを{1るための滅3?・除算
動作が必要であり、かつ、順次シリアルに処理されなけ
ればならない。
従って、画素データ生戒速度の向上を図る上で、減算・
除算動作がマイナス要因となっている.〔発明の目的〕 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
構成の簡素化と画素データ生戒処理効率の大幅な向上が
できる多角形ぬりつぶし装:dを提{Jkすることを目
的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記の問題点を解決し、目的を達威するため
、平面の方程式を解法する演算手段と、画素のX及びy
アドレスを発生する手段と、平面上のX方向の変化に対
する増分値を算出する第lの加算手段と、平面上のy方
向の変化に対する増分値を算出する第2の加算手段と、
上記第1及び第2の加算手段の出力データを加算する第
3の加算手段と、画素がx.yアドレスにおいてボリゴ
ン内にあるか否かを1′11定する内外判定手段と、ボ
リゴン内であることを示す内外判定手段からの判定手段
と、III定手段により画素データ出力を制御する手段
を有するものである. 〔作用〕 以上の構成の多角形ぬりつぶし2i置であれば、{』(
給される多角形の形状データに基づいて、多角形内の画
素をぬりつぶす場合において、最初に、演算手段により
、与えられた形状データから多角形平面方程式の解法と
、平面においてx,y方向の変化に対する各パラメータ
変化分を表す偏微分係数を求める。以下に式で示す。
面方提式を a x + b y + c z = d     −
  [11式とする。面の方程式は3頂点が与えられれ
ば求める事ができ、3頂点の各x,y,z座標値を行列
Aとすれば、面方程式の各係数は下記の様に求まる。
XI)’+21 A=    xly冨 2! X.3)’32コ 八 l  A1 aZ aZ b θz   Z l(X3− Xt)+ 21(X1− 
Xa)+ z.3(xl   XI)ay  yl(X
3  Xz)+3’z(X+   Xs)”y3(Xz
  X+)同様にして、輝度値に関する面方程式 αX+βy←γ1=δ       (4)弐から a X   XI(y2  Vi)+ Xi()’s−
y+)+ XS()’一yエ) a y  )’l(X,  Xz)+yz(X+−Xs
)+ yt(Xz   X+)を{1る。
これら、(2)式,(3)式.{5)式.(6)式が求
めたい偏微分係数である. また、上記演算手段により、多角形に外接するような矩
形(サランディング・ボックス)を知り、画素の初期値
として上記矩形の4隅の内の1つの位置での値と上記矩
形の幅・高さを求める.次に、上記演算手段によって得
られた画素のXyアドレス初M{aと、幅・高さをx.
yアドレス発生手段にロードする。
また、上記演算手段によって得られた平面のX方向の偏
微分係数を上記第1の加算手段に、y方向の偏微分係数
を上記第2の加算手段に初期値ロードする. また、上記演算手段によって得られた画素のXyアドレ
スを除いた他パラメータの初期値を、第3の加算手段に
初間値ロードする. その後、x,  yアドレス発生手段を動作させ、それ
と同期して、第1の加算手段、第2の加算手段、及び第
3の加算手段を動作させることにより、x,  yアド
レス発生手段からは、それぞれ画素のx,  yアドレ
スが連続出力され、また、第3の加算千段からは、画素
の他パラメータが連続出力される. さらに、上記x,  yアドレス発生手段から出力され
た画素のx,  yアドレスを、上記内外判定手段が入
力し、ポリゴン内外判定処理、判定手段の出力を行う.
この判定手段によって、最終的な画素データ(Xアドレ
ス,yアドレス,他パラメータ)出力を制御することが
でき、所望の多角形ぬりつぶし画素データを発生するこ
とができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について添付図面によって詳細に
説明する. 第1図は、この発明の多角形ぬりつぶし装置の一実施例
を示すブロノク図である. 図において、面パラメータ算出部lは、平面方程式の解
法.偏微分係数の算出,そしてサランディング・ボソク
スの算出の演算を行うプロセソサ2とメモリ3から横或
されており、面内補間部4へ偏微分係数と画素データ初
期値を供給する.面内袖間部4は、画素のXアドレス発
生器5とyアドレス発生器6と、平面上のX方向の変化
に対する2増分値を算出する加算回路7と、平面上のX
方向の変化に対する■増分値を算出する加算回路8と、
平面上のy方向の変化に対する2増分値を算出する加算
回路9と、平面上のy方向の変化に対するI増分値を算
出する加算回路IOと、加算回路7と9の出力データを
人力として加算動作を行う加算器11と、同様に加算回
路8とlOの出力データを人力として加算動作を行う加
算2312と、画素がx,yアドレスにおいてボリゴン
領域にあるか否かを判定する内外判定回路l3と、その
判定信号14により、最終的な画素データ出力を制御ず
るゲー口5及び16とから構威されている.以上の構威
の多角形ぬりつぶし装置の動作は次のとおりである。
■ 与えられた多角形の形状データ(x,  y,  
z座標値、及び輝度値■)から、多角形に外接するサラ
ンディング・ボックスと多角形平面の面方程式を面パラ
メータ算出部が算出する. ■ 面パラメータ算出部は、さらに面方程式から偏微分
係数az/ax,az/ay.aI/ax.3I/aY
を算出する. ■ 面パラメータ算出部は、上記■で{}たサランディ
ング・ボノクスの4隅の1つを画素データの初期値Xs
.Yo.z,,Ioとして、それぞれXアドレス発生器
5.アドレス発生器6.加算器+1.加算器12に供給
する. ■ さらに面パラメータ算出部は、上記■で得た偏微分
係数az/ax.al/ax,az/ayal/;jy
をそれぞれ加算回路7,加算回路8,加算回路9.加算
回路10に供給する.■ その後、Xアドレス発生器5
と、それに同期して加算回路マと8を動作させ、また、
yアドレス発生器6と、それに同期して加算回路9とl
Oを動作させることにより、画素データのx,  yア
ドレスを内外判定回路l3へ供給し、2増分値を加算器
11へ供給し、!増分値を加M器12へ供給する.■ 
そして、加′a.器l1では、前2座檻値と2増分値を
加算し、新2座標値としてゲート15へ供給する.また
、加算器12では、前I値とI増分値を加算し、新1{
aとしてゲートl6へ供給する。
■ 最後に、内外判定回路13からの1′1l定信号l
4により、ゲート15と16の開閉を行い、画素データ
の出力制御を行う. ■ R終的に、画素データが面内全画素に渡ってi!続
的に出力される。
従って、このような構威になっているので、その効果と
して以下のような2つがあげられる。
1つ目の効果は、従来例にみられるような使用効率の井
゛帛に低い減算・除算回路を汎用的なブロセノサ2で実
行させることにより削除することができる.これにより
回路の大幅な簡素化を実現できることになる。
また、プロセッサ2での演算は、第2図でも示すように
、1つの多角形平面に対して1回だけ実行すればよいの
で、従来例に比べて全体の処理時間が長くなるという不
都合はない. 2つ目の効果は、画素データ生・成速度の大幅な向上で
ある。
これについて詳細に説明する.第2図に示すように、本
実施例では、最初に面パラメータ算出部1による各パラ
メータ計算と、得られた各パラメータの面内補間部への
伝送が1回のみ実行される.続いて、面内袖間部は画素
データ生或をx,  yアドレス発生に同期して、ほぼ
連続的に行うことができ、ここには、従来例で問題にな
っていたパラメータのデータ転送終了待ちや、画素デー
タ生成時の減算・除算も不用になっている.つまり、本
実施例は従来例にはなかった非常に高速な画素データ生
戒を可能にしている。
(発明の効果) 以上のようにこの発明は、補間勤作に必要八減算・除I
I回路を削除することが可能であるため構成を面素化す
ることができるとともに、従来方弐にはなか,った高速
な画素データ生戒をすることができるという利点がある
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の多角形ぬりつぶし装置の一実施例を示
すプロフク図、第2図は本発明での捕間画素データ生戒
を概略的に説明する動作タイξング説明図、第3図は従
来例を示すブロンク図、第4図は従来の補間・データ転
送・画素データ生成動作を概略的に説明する動作タイミ
ング説明図である. i・・・面パラメータ算出部 2・・・ブロセノサ 3・・・メモリ 4・・・面内補間部 5・・・Xアドレス発生器 6・・・yアドレス発生器 7.  8.  9. to・・・加算回路II. 1
2・・・加■2= l3・ ・内外判定回路 l4・・・判定信号 15. 16・・・ゲート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 与えられた多角形の形状データより平面の方程式を解法
    する演算手段と、画素のx及びyアドレスを発生する手
    段と、平面上のx方向の変化に対す増分値を算出する第
    1の加算手段と、平面上のy方向の変化に対する増分値
    を算出する第2の加算手段と、上記第1および第2の加
    算手段の出力データを加算する第3の加算手段と、画素
    がx、yアドレスにおいて多角形内にあるか否かを判定
    する内外判定手段と、多角形内であることを示す内外判
    定手段からの判定手段と、判定手段により画素データ出
    力を制御する手段の構成より成ることを特徴とする多角
    形ぬりつぶし装置。
JP1193490A 1989-07-25 1989-07-25 多角形ぬりつぶし装置 Pending JPH0357087A (ja)

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JP1193490A JPH0357087A (ja) 1989-07-25 1989-07-25 多角形ぬりつぶし装置
CA002021678A CA2021678A1 (en) 1989-07-25 1990-07-20 System for generating picture element data of polygon figure and method thereof
KR1019900011233A KR910003524A (ko) 1989-07-25 1990-07-24 다변형 도형의 화상 소자 데이타를 발생하기 위한 시스템 및 그 방법
EP19900308145 EP0410720A3 (en) 1989-07-25 1990-07-25 System and method for generating picture element data for a polygon figure

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JP (1) JPH0357087A (ja)
KR (1) KR910003524A (ja)
CA (1) CA2021678A1 (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
CA2021678A1 (en) 1991-01-26
EP0410720A2 (en) 1991-01-30
KR910003524A (ko) 1991-02-27
EP0410720A3 (en) 1993-03-24

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