JPH04246790A

JPH04246790A - ベクトル／円錐曲線／エリアフィルプリミティブジェネレータ

Info

Publication number: JPH04246790A
Application number: JP3234975A
Authority: JP
Inventors: John M Peaslee; ジョン・エム・ピースリー; Jeffrey C Malacarne; ジェフリー・シー・マラカーン
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1991-09-13
Publication date: 1992-09-02
Also published as: CA2050651C; EP0476532A2; CA2050651A1; US5303321A; EP0476532A3

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】

【０００１】

【関連出願のクロスリファレンス】この出願は、同時係
属特許出願に関する。１９９０，　　　　　　に提出さ
れたＮｏ．　　　　　　、の“Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉ
ｏｎ　Ｈｉｇｈ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｇｒａｐｈ
ｉｃｓ　ＲｅｎｄｅｒｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｒ，”と
、１９９０，　　　　　　に提出されたＮｏ．　　　　
　　、の“Ｄｕａｌ　Ｈａｒｄｗａｒｅ　Ｃｈａｎｎｅ
ｌｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｅｘｔ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　
ｉｎ　ａ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，　
”と、１９９０，に提出されたＮｏ．　　　　　　、の
“Ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｐｕｒｐｏ
ｓｅ　ａｎｄ　ＤＭＡ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｉｎ　
ａ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ　Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｏｒ，”と、１９９０，　　　　　　に提出され
たＮｏ．　　　　　　、の“Ｂｌｏｃｋ　Ｔｅｘｔｕｒ
ｅ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｃｈｉｐ　Ｍａｓｋ　Ｐ
ｒｏｃｅｓｓｏｒ，”と、１９９０，　　　　　　に提
出されたＮｏ．　　　　　　、の“Ｈａｒｄｗａｒｅ　
Ｓｙｍｂｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｔｅｘｔ　Ｇｅｎｅｒａ
ｔｏｒ　ｉｎ　ａ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓ
ｏｒ，”と、１９９０，　　　　　　に提出されたＮｏ
．　　　　　　、の“Ｍｕｌｔｉｐｒｏｃｅｓｓ　Ｓｃ
ｈｅｄｕｌｅｒ　ｉｎ　ａＧｒａｐｈｉｅｓ　Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｏｒ，　”（発明者は全てｊｏｈｎ　Ｍ．Ｐｅａ
ｓｌｅｅ及びｊｅｆｆｒｅｙ　Ｃ．Ｍａｌａｃａｒｎｅ
　）の開示内容は、この明細書において引用される。

【０００２】

【産業上の利用分野及び従来の技術】この発明は一般に
、デジタルグラフィックディスプレイプロセッサに関し
、特に、グラフィックディスプレイプロセッサの構成要
素として使用されるグラフィックジェネレータの作業部
を構成する、プログラム可能な集積ハードウェアエリア
フィル（領域塗りつぶし）／円錐曲線／ベクトルジェネ
レータに関する。

【０００３】リアルタイムデジタル電子ディスプレイは
、例えば指揮統制ワークステーション及び航空管制シス
テム等の多くの応用例に使用される。これらのディスプ
レイでは、表示された情報は概して、リアルタイムで処
理されたデータを有する。この処理データは、一つもし
くはそれ以上の、レーダー、通信システム及び又は他の
データプロセッサから基本リアルタイム情報を受信する
ように構成されたホストプロセッサにより生成される。これらのデータは次に、円、楕円、多角形のような１つ
以上のグラフィック原始データ、並びに生成された英数
字、マスク領域及びテクスチャパターンと結合され、Ｃ
ＲＴのような出力装置に、比較的容易に理解されるグラ
フィック表示が生成される。近年のシステムでは、グラ
フィックプリミティブ、マスクウィンドウ、フィルテク
スチャリング等のグラフィックディスプレイの種々の要
素が、汎用コンピュータをベースにしたグラフィックジ
ェネレータか、ハードウェアによる専用グラフィックジ
ェネレータによって供給される。これら装置のうち、汎
用グラフィックジェネレータは、システムに融通性があ
るが、通常プログラミングを容易にするためシステムの
性能をある程度犠牲にしなければならない。一方、コジ
ェネレータと呼ばれるハードウェアによる専用グラフィ
ックジェネレータは、優れたシステム性能を有する。

【０００４】軍用指揮統制システム及び、軍用及び民間
の航空管制システム等の要求が高まるにつれ、融通がき
き、かつ容易にプログラム可能な高性能グラフィックコ
ジェネレータが必要となってきた。そのようなコジェネ
レータにおける重要な要素は、多数の塗りつぶしエリア
、円、楕円及び多角形の形状が生成可能なプロセッサで
ある。これらの形状は、ディスプレイスクリーン上に直
接表示され、カラー及びテクスチャ情報は、エリア及び
形状内に印加され、最終的な出力表示が成される。近年
のグラフィックコジェネレータでは、エリアフィルジェ
ネレータは一般的に速度が遅く、即ち単純な構成の単一
チャンネル装置である。このチャンネル装置では、遠隔
メモリから、情報を繰り返し検索する必要があり、従っ
てシステムサイクルのうち表示に割り当てられた時間に
出力表示可能な範囲が制限される。よって、システム全
体の動作速度を遅くすることなく、種々の塗りつぶしエ
リア、円、楕円及び多角形出力フォームを生成すること
ができるプログラム可能な集積ハードウェアグラフィッ
クジェネレータを提供することが望ましい。

【０００５】

【作用】最も広い観点では、この発明は、グラフィック
コジェネレータ内で使用するための、プログラム可能な
集積ハードウェアで構成された２入力チャンネルのエリ
アフィル、ベクトル、円形、楕円形及び多角形ジェネレ
ータである。この動作は、１つ以上の内部サブファンク
ション群を印加し、グラフィックプリミティブデジタル
信号として、各幾何学的な形状を描画するための数学的
解を生成する。コジェネレータは、このデジタル信号と
、英数字及び他の記号を示す他のデジタル信号、及び又
はテクスチャパターンとクリップマスク信号とを結合し
、結合されたデジタル信号を多層ビットマップメモリに
送出し、ＣＲＴ又は他の出力装置に最終的に表示する手
段を有する。

【０００６】この発明の一実施例では、ジェネレータの
基本構成ブロックは、ｘ／ｙ座標データの分数成分（副
画素）を累算するように構成され、累算値が画素境界を
オーバーフローしたときそのことを知らせるように構成
された一つ以上のデジタル微分解析器で構成される。こ
の結果、ロード（描画）される画素アドレスを示すｘ／
ｙ座標をインクリメント又はデクリメントすることがで
きる。各デジタル微分解析器は、独立したベクトル発生
器を構成し、１対の２入力差動マルチプレクサと、算術
論理演算装置と、レジスタファイルとを有する。ホスト
プロセッサからコマンドを受信すると、マルチプレクサ
は、描画されるプリミティブを特定するパラメータを受
信して、算術論理演算装置に入力する適切なパラメータ
を選択する。算術論理演算装置は、パラメータを累算し
、その結果をレジスタファイルに格納する。レジスタフ
ァイルの出力データは、次の動作の入力データとしてマ
ルチプレクサにフィードバックされる。そのような装置
は、種々の微分幾何学方程式の解を得ることのできる汎
用計算アーキテクチュアを供給する。

【０００７】

【実施例】図１はこの発明のプリミティブジェネレータ
がその機能の一部を形成する多機能コジェネレータ（Ｍ
ＣＧ）１０の機能上判明な部分を形成し、この多機能コ
ジェネレータ（ＭＣＧ）１０を包含するシステムブロッ
ク図である。多機能コジェネレータ１０は２チャンネル
であり、種々のグラフィックシステムアプリケーション
に対応可能な高性能グラフィック描画プロセッサである
。このプロセッサは、指揮統制システムのような、一つ
以上の汎用データ処理システムとに結合して動作するハ
ードウェア装置である。前記指揮統制システムは更に、
リアルタイムで動作する一つ以上のホストプロセッサ１
４と、レーダースキャンコンバータ１６又は追加のコジ
ェネレータ１７のような他のリアルタイムデータ生成装
置とを有する。ホストプロセッサ１４、レーダースキャ
ンコンバータ１６及び他のコジェネレータ１７は、多機
能バス１８を介して多機能コジェネレータ１０にデータ
を供給し、このデータは、多機能コジェネレータ１０内
で生成されたグラフィックデータと結合される。結合さ
れたデータは、グラフィックディスプレイの生成のため
の信号群として、６４ビットの双方向、マルチユーザ相
互接続のイメージバス（ＩＢＵＳ）２０を介してビット
マップメモリ（ＢＭＭ）２２に出力され、更にビデオバ
ス２３を介してディスプレイシステム２４に出力される
。

【０００８】図２に示す実施例より、多機能コジェネレ
ータ１０は、３ポートのディスプレイメモリ２６を含む
。このメモリ２６は、この実施例では、１ワード３２ビ
ットの４メガビットのメモリアドレス空間を有し、多機
能コジェネレータ１０に必要な全てのコマンド及びパラ
メータを適切なバッファロジックに格納するのに使用さ
れる。ディスプレイメモリは、ディスプレイリストプロ
セッサ（ＤＬＰ）３２内部グラフィックジェネレータ３
４及びホストプロセッサ１４によりアクセス可能である
。ホストプロセッサ１４は、多機能コジェネレータ１０
に対してリード／ライト動作を行ない、ディスプレイメ
モリ２６のアドレス空間内のアドレスにランダムにリー
ド／ライト動作を実行する。多機能コジェネレータ１０
は、ホストプロセッサ１４からのデータの更新を多機能
コジェネレータ１０からのグラフィック信号の出力と同
期するために、ホストプロセッサ１４からディスプレイ
メモリ２６に送られるデータの出力を監視する。ディス
プレイメモリインターフェイスユニット（ＤＭＩＵ）３
６は、ディスプレイメモリ２６内の実際のメモリサイク
ルを実行する。従って、３ポートメモリコントローラが
必要である。

【０００９】ホストプロセッサ１４の命令のもと、多機
能コジェネレータ１０は、作動中、ディスプレイメモリ
２６からの命令をフェッチし、これらの命令を処理し、
図形を計算し、計算された図形を示す、処理信号をイメ
ージバス２０を介してビットマップメモリ２２に“描画
”する。描画は、バイナリ１及び０の信号群をビットマ
ップメモリ２２のそれぞれ選択されたメモリ位置へ入力
することにより実行される。この発明では多機能コジェ
ネレータ１０の機能の一部として、エリアフィル／円錐
曲線／ベクトルジェネレータ１２は、ポリライン、長方
形、円、楕円及び多角形のようなグラフィックプリミテ
ィブと、これらの形のエリアフィルとを示す信号を生成
する。これらプリミティブ信号は、記号ジェネレータ２
８で生成された英数字及び他の記号を示す信号に結合さ
れ、ビットマップメモリ２２内の画素アドレスに読込ま
れる最終的なグラフィック信号を作出すため、更に、ブ
ロックテクスチャリング及びコンプレックスクリッパ３
０により生成された第３の信号セットに結合される。一般的に、ビットマップメモリ２２は、各メモリ位置で
定義されたグラフィックディスプレイ画素の色及び輝度
がセットされた多重メモリ層を有する。

【００１０】ディスプレイメモリ２６には、２チャンネ
ル先入れ先出し方式（ＦＩＦＯ）メモリバッファ３８，
４０が格納され、一方のバッファは、他方のバッファよ
り高い優先順位が割り当てられ、２つの描画チャンネル
の各々に１つのバッファがある。アドレススタックが各
ＦＩＦＯバッファ内に設けられサブルーチン呼出しの戻
り番地を格納する。属性スタックはまた、ハードウェア
コンテクストスイッチングのための全ての内部コジェネ
レータ属性と、グラフィック描画のためのサイン（ｓｉ
ｎ）／コサイン（ｃｏｓ）テーブルと、手書き及び又は
ドットマトリックスの記号及び文字を描画するための最
大１２８のフォントテーブルと、大ディスプレイリスト
領域とを格納する。コジェネレータ１０に関するより詳
細な説明は、同時係属米国特許出願Ｎｏ．　　　　　　
の“Ｍｕｉｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ　Ｈｉｇｈ　Ｐｅｒｆ
ｏｒｍａｎｃｅ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｒｅｎｄｅｒｉｎ
ｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，”に記載されている。

【００１１】２チャンネルＦＩＦＯバッファ３８，４０
は、多機能コジェネレータ１０とホストプロセッサ１４
とをインターフェイスする。多機能バス１８がデータ伝
送を行なっている時、即ちホストプロセッサ１４がディ
スプレイメモリ２６に対して読取りもしくは書込みをし
ている時、２チャンネルＦＩＦＯバッファ３８，４０は
、適切な“ハンドシェーキング”等の全てのインターフ
ェイスの制御を司る。ホストプロセッサ１４のためにデ
ィスプレイメモリに読取り又は書込み作業を実行するの
が２チャンネルＦＩＦＯバッファ３８，４０である。２チャンネルＦＩＦＯバッファ３８，４０はまた、多機
能コジェネレータ１０に対するチャンネルの優先度の調
整を行なう。これら機能の詳細な説明は、同時係属米国
特許出願Ｎｏ．　　　　　　の“Ｄｕａｌ　Ｈａｒｄｗ
ａｒｅ　Ｃｈａｎｎｅｌｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｅｘｔ　
Ｓｉｔｃｈｉｎｇ　ｉｎ　ａ　Ｇｒａｐｈｉｃ　Ｐｒｏ
ｃｅｓｓｏｒ，　”に記載されている。

【００１２】ディスプレイリストプロセッサ３２は、多
機能コジェネレータ１０に対する全てのコマンド及びデ
ィスプレイリスト処理を実行する。通常、コマンドは、
ホストプロセッサ１４から多機能コジェネレータ１０へ
送られる。ディスプレイリストプロセッサ３２は、種々
の方法により多機能コジェネレータ１０にコマンドを送
る。ディスプレイリストプロセッサ３２は、ディスプレ
イメモリインターフェイスユニット３６を用いてディス
プレイメモリ２６にインターフェイスし、他の機能動作
と同様に２チャンネルＦＩＦＯバッファ３８，４０から
コマンドを読取る。ディスプレイリストプロセッサ３２
は、コマンドを受け取ると、コマンドを処理し、取り出
し動作を決定する。

【００１３】コンテクストレジスタ（ＣＲＥＧ）４２は
、多機能コジェネレータ１０の現在状態を定義するコジ
ェネレータ属性を格納する。これらは、コジェネレータ
動作モード、描画ポインタ位置、フォアグラウンドカラ
ー、バックグラウンドカラー、クリッピングウィンドウ
ディメンション等のパラメータを含む。これら属性は、
与えられたあらゆる時間で多機能コジェネレータ１０の
“特徴”を定義するため重要であり、それらの全てはユ
ーザがプログラム可能である。この結果、ユーザはかな
り柔軟にディスプレイシステムを動作させることができ
る。

【００１４】さらに、大データマルチプレクサであるリ
ードバックマルチプレクサ（ＲＤＭＵＸ）４４が供給さ
れる。前記リードバックマルチプレクサ４４は、ＤＭＩ
Ｕ３６にデータを多重化して送り、このデータは、ＤＭ
ＩＵ３６から、ディスプレイメモリ２６に直接送られる
か又は多機能バス１８を介してホストプロセッサ１４に
送り返される。リードバックデータの多重化ソースは、
ＣＲＥＧ４２と、グラフィックジェネレータ３４と、ブ
ロックテクスチャリング及びコンプレックスクリッパ３
０とを含む。データがホストプロセッサ１４に送られる
際、ＤＭＩＵ３６によりＦＩＦＯバッファを介して送ら
れる。グラフィックジェネレータ３４は、様々のコジェ
ネレータ描画動作のためにリードバックマルチプレクサ
に接続される。ブロックテクスチャリング及びコンプレ
ックスクリッパ３０はまた、リードバックマルチプレク
サ４４にデータを送る。

【００１５】プリミティブ及び記号の発生の生成は、多
機能コジェネレータ１０の一部で、図２の点線ブロック
内に含まれ、即ちブロック３４により識別される。これ
ら機能の実行のため、この発明のエリアフィル／円錐曲
線／ベクトルジェネレータ１２と、多重処理スケジュー
ラ４６と、コマンドジェネレータ４８と、記号ジェネレ
ータ２８と、ビットブロック転送ジェネレータ（ＢＩＴ
ＢＬＴ）５０とが共にブロック３４内に含まれる。

【００１６】多重処理スケジューラ４６は、ブロック３
４内の要素間の全てのデータ転送を制御し、コマンドジ
ェネレータ４８は、イメージバス２０に出力データを送
り、このデータをビットマップメモリ２２に送出するこ
とを可能にし、記号ジェネレータ２８は、英数字信号を
生成し、ＢＩＴＢＬＴジェネレータ５０は、ビットマッ
プメモリ２２内及びディスプレイメモリ２６内と、それ
らの間で、イメージデータの長方形ブロックを移動する
多目的手段を供給する。ブロックテクスチャリング及び
コンプレックスクリッパ３０は、エリアフィル／円錐曲
線／ベクトルジェネレータ１２及び記号ジェネレータ２
８からのデジタル出力信号を受取り、これらを結合し、
さらに結合された信号を、ビデオディスプレイシステム
２４を用いるためビットマップメモリ２２内に読込まれ
る最終出力ディスプレイに変える処理を行なう。いかに
してこれがなされるかに関する詳細は、同時係属米国特
許出願Ｎｏ．　　　　　　の“Ｄｕａｌ　Ｐｒｏｇｒａ
ｍｍａｂｌｅ　Ｂｌｏｃｋ　ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ　ａｎ
ｄ　Ｃｏｍｐｌｅｘ　ｃｌｉｐｐｉｎｇ　ｉｎ　ａ　Ｇ
ｒａｐｈｉｃｓ　Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ　Ｐｒｏｃｅｓｓ
ｏｒ．　”に記載されている。ブロック３４で囲まれた
構成要素のほとんどは、同一発明者の米国特許出願Ｎｏ
．　　　　　　の“Ｈａｒｄｗａｒｅ　Ｂｉｔ　Ｂｌｏ
ｃｋ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，”と、
Ｎｏ．　　　　　　の“Ｈａｒｄｗａｒｅ　Ｓｙｍｂｏ
ｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｔｅｘｔ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｉ
ｎ　ａ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　，　
”及びＮｏ．　　　　　　の“Ｍｕａｌｔｉｐｒｏｃｅ
ｓｓ　Ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ　ｉｎ　ａ　Ｇｒａｐｈｉｃ
ｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，”の主題である。

【００１７】図３には、この発明によるエリアフィル／
円錐曲線／ベクトルジェネレータ１２がより詳細に示さ
れる。概要して、エリアフィル／円錐曲線／ベクトルジ
ェネレータ１２は、ベクトル、円形、楕円形、多角形エ
リアフィルを生成する単一回路である。ジェネレータの
基本構成ブロックは、デジタル微分解析器（ＤＤＡ）６
０で、これは、動作中、累算が一つ又は他の画素境界を
オーバーフローした場合、ｘ／ｙ座標データの分数（副
画素）構成要素及び信号を累算する。これにより、シス
テムは、ビットマップメモリ２２内にロードされる（描
画される）画素アドレスを示すｘ及びｙ座標を増加又は
減少させる。最も汎用的なものでは、解析器６０は、入
力手段６１を有する汎用アーキテクチュアを具備し、入
力データ及び命令を少なくとも２つのデジタル差動マル
チプレクサ６２と、算術論理演算装置（ＡＬＵ）６４と
、２つずつのレジスタ及びカウンタ６６ａ，６６ｂを有
するレジスタファイル６６とに供給する。

【００１８】動作中、コンパレータ６２は、多機能コジ
ェネレータ１０によりｘ及びｙデータを得て、これらと
、レジスタ６６に格納されたｘ及びｙ画素位置データを
比較する。レジスタ６６及びカウンタ６７に格納された
ｘデータもしくはｙデータが画素境界が交差しているこ
とを示す場合には常に、ＤＤＡ６０は、次の画素アドレ
スのための移動方向制御を出力する。この処理は、プリ
ミティブ形状が完成するまで続けられる。この機能を促
進するため、エリアフィル／円錐曲線／ベクトルジェネ
レータ１２は、構成部分として、パラメータカウンタ６
８と、ｓｉｎ／ｃｏｓフェッチユニット７０と、アドレ
スカウンタ７２と、水平ラインジェネレータ７４とをも
有する。機器構成を示した図３より、システムは、対象
とする汎用性のために、システム内に使用される様々な
幾何学方程式の計算に適用するサブファンクションのた
めの解決の準備を供給する。いかに計算が実行されるか
のグラフィック記述は、図４、図６及び図７に示される
。

【００１９】パラメータカウンタ６８は、与えられたプ
リミティブ又はセグメントを表示するために必要な反復
計算の回数を決定するために使用される。ベクトル及び
多角形の生成とエリアフィルとの動作に関して、ｘ／ｙ
座標又はΔｘ／Δｙの値は、計算されるラインに関して
最大Δ値を決定するため、この機能によって比較される
。この値は、プリミティブ又はセグメントのそれぞれに
必要とされる合計反復回数を決定する。円形及び楕円形
（即ち、円錐曲線）を表示するため、合計計算回数を定
義する正規化入力パラメータは、直接ロードされる。

【００２０】ｓｉｎ／ｃｏｓフェッチユニット７０は、
円錐曲線プリミティブの表示に使用され、ディスプレイ
メモリ２６内に格納された複数のｓｉｎ／ｃｏｓテーブ
ルの一つよりｓｉｎ及びｃｏｓ制御信号をフェッチして
格納する。この発明による一実施例では、システムは、
８分割テーブルを取り入れている。これらのテーブルは
、ｓｉｎ（ｃｏｓ）が八分円に応じて０．７０７（０．
２９３）だけ変化する場合の単位円に対するｓｉｎ（ｃ
ｏｓ）の０．７０７（０．２９３）の変化を近似する。使用されるパラメータ円錐曲線アルゴリズムの精度はさ
らに反復を繰り返せば改善するが、さらに反復を繰り返
すと、円錐曲線を描画するために必要な処理の量が増加
する。ディスプレイメモリの各ｓｉｎ／ｃｏｓテーブル
は、最大限可能な半径または軸の長さを有する。半径又は軸を伴った円錐曲線の長さは、１０２４画素未
満であり、二律背反性が、所望の精度と描画時間との間
に存在する。従ってシステムは、ユーザが選択できるよ
うに構成される。この例では、１０２４画素より大きい
半径又は軸を有する円錐曲線の場合、最も大きなテーブ
ルだけが使用される。長短軸が異なった値を有する円錐
部を生成するように、ｘ及びｙ成分を異なったレートで
累算するように設定することにより、解析器６０内で、
累算処理が行なわれるように、ｓｉｎ／ｃｏｓフェッチ
ユニット７０を制御することができる。これは、通常直
線になるが、円形もしくは楕円形形状になるよう実際上
操作する。

【００２１】アドレスカウンタ７２は、ｘ／ｙ画素座標
アドレス出力を格納することに使用される。カウンタ７
２は、解析器６０の累算処理により間接的に制御され、
ビットマップメモリ２２内に描画されている現在の画素
アドレスを示す。水平ラインジェネレータ７４は、塗り
つぶされる多角形もしくは円錐曲線エリアの左右エッジ
の間の水平ラインを描画するために使用される。エッジ
は解析器６０からの出力信号により描かれ、新しい水平
ラインが出力可能な場合、停止される。この機能を実現
するために、左から右へのラインに沿ってある時刻で、
１６ビット長のビットマップワードを１だけカウントア
ップするｘ座標カウンタを使用する。コンパレータ７５
は、右エッジに到達した時を検出し、その時、さらに必
要であれば、装置は、他の線を描画するため増加する。ｘ及びｙアドレスの最下位ビットと種々の制御信号が、
ブロックテクスチャリング及びコンプレックスクリッパ
３０によって使用され、ビットマップライトマスクが形
成される。このマスクは、塗りつぶされたエリアの右及
び左エッジに、１６ビットマップワードの適切なビット
だけを出力する。ベクトル及び円錐曲線のため、マスク
ジェネレータは、アドレスカウンタの出力を監視し、図
形を１６ビットビットマップメモリワード内に描画する
際、適切なライトマスクを累算する。アドレスがワード
境界を越えた場合は、１ライトサイクルがビットマップ
メモリ２２に対して実行される。

【００２２】図３に示す実施例では、エリアフィル／円
錐曲線／ベクトルジェネレータ１２は、少なくとも２つ
の同一かつ独立したＤＤＡユニットを含み、このＤＤＡ
ユニットは、同時に一つ以上の方程式を解くことを可能
にする。動作中、図示された２つのＤＤＡユニットは、
解を得る方程式が異なるので、異なった制御がなされる
。例えば、接続されたベクトルの連続として、ここで定
義されたポリラインを描画する場合、各ベクトルはそれ
ぞれ少なくとも１画素長である。ポリラインの始点（第
１ベクトルの第１画素）は、多機能コジェネレータ１０
内で、現在の描画ポインタ（ＤＰ）値として定義される
。多機能コジェネレータ１０がベクトルを描画する時、
描画ポインタ値は、終点のｘ／ｙ位置と等しくセットさ
れる。終点に到達した時、描画は停止し、何等かの理由
で描画ポインタが変化しない限り、次のベクトルの描画
ポインタが前記ポイントに移動する、即ち次のベクトル
は、前ベクトルの終点を始点としそれぞれ描画が開始さ
れる。ポリラインは、オペレータが別の連続したベクト
ルを必要とするときに、描画ポインタ値を再ロードする
ことにより破断される。

【００２３】多機能コジェネレータ１０は、２つの動作
モード、ポイントツーポイント及びΔｘ／Δｙの内の一
つにより各ポリラインを描画するようにプログラムする
。ポイントツーポイントモードでは、ビットマップメモ
リ２２の特定された画素の絶対ｘ／ｙアドレスである特
定された終点を多機能コジェネレータ１０に送出するこ
とにより、各ベクトルが特定される。多機能コジェネレ
ータ１０は、ベクトルを、現在のＤＰ位置から、送られ
た値によって特定されたｘ／ｙ位置まで描画する。多く
のディスプレイシステムは、ｘ／ｙの絶対値でデータを
フォーマットするのでこの動作モードが設けられている
。

【００２４】Δｘ／Δｙ動作では、相対的なｘ及びｙの
値により、各ベクトルは特定される。送られた値は、通
常２の補数表示であるｘ及びｙパラメータで、現在の描
画ポインタに（から）加算（減算）され、これらは、前
ベクトルの終点かもしくは新しい始点となる。この計算
は、新しいベクトルの終点を定義する。多機能コジェネ
レータ１０は、新しいベクトルを現在の描画ポインタか
ら、計算された終点まで描画する。この動作モードによ
り、多機能コジェネレータ１０は相対的フォーマットに
格納されたポリラインデータを処理することが可能にな
る。ベクトルがそれぞれ絶対的なｘ／ｙ位置より相対的
に描画されるため、このフォーマットに格納されたデー
タは、２次元ｘ／ｙスペースで最終的に描画されるベク
トルの位置に関してより柔軟に対応できる。

【００２５】これらの計算を実行する場合、各ＤＤＡ６
０は、標準ブレセンハム（Ｂｒｅｓｅｎｈａｍ　）決定
可変アルゴリズムを実現する独立したベクトルジェネレ
ータを形成する。ＤＤＡの一方だけがある時間データを
出力する間、少なくとも２つのＤＤＡを使用することに
より、現在のベクトルが描画される間、計算される次の
ベクトルのためのパラメータの入力が実行可能である。この発明では、ブレセンハム（Ｂｒｅｓｅｎｈａｍ　）
アルゴリズムは、２つのＤＤＡの内の一つのＤＤＡがこ
れから行なう動作間の決定すべきラインの拡大縮小され
たリニア方程式を解く。計算する時、パラメータ制御カ
ウンタ値に、最大Δｘ又はｙがロードされ、独立（ｘ）
軸にそって実行される反復回数を定義する。各反復では
、ＭＯＶＥ１又はＭＯＶＥ２の内のいずれか一つの移動
が現在の画素から次の画素に行くことができる。ＭＯＶ
Ｅ１は、独立（ｘ）軸の方向の１ステップとして定義さ
れる。この場合、従属（ｙ）軸が同時にインクリメント
されることは無い。ＭＯＶＥ２は、ｘ軸及びｙ軸との間の対角線方向の１ス
テップとして定義される。各ＤＤＡからのＭＯＶＥ１及
びＭＯＶＥ２信号は、ラインが描画される現在の八分円
によって解釈される。制御機能は、パラメータ制御機能
からの入力によって、この解釈を実行し、ｘ／ｙアドレ
スカウンタを適切にインクリメント又はデクリメントす
る。

【００２６】システムは、円錐と、閉じた凸面の多角形
エリアとを塗りつぶす機能を有する。具体的に説明する
ために、多角形は、０から４０９６画素までプログラム
可能な長さの最大１０２４の頂点及び又は辺を有すると
定義する。塗りつぶし領域の始点は、多機能コジェネレ
ータ１０内の現在のＤＰ値として定義される。多角形エ
リアフィルは、ブレセンハム（Ｂｒｅｓｅｎｈａｍ　）
アルゴリズムを使用することにより描画され、右及び左
の多角形エッジに沿って進む。多角形の頂点（ポイント
ツーポイントベクトル）又は辺（Δｘ／Δｙベクトル）
は、多角形の最上部（ｙ座標の最小値）から描画が開始
される。各ＤＤＡ６０は、個々のベクトルと同様な方法
で開始される。ＭＯＶＥ２（ｙのステップ）が各ＤＤＡ
６０内で与えられた場合、制御機能によって、水平ライ
ンジェネレータ７４は、左右エッジの直前座標間にライ
ンを描画する。このラインが描画されている時も、各Ｄ
ＤＡ６０は、他の水平ラインが描画される次のＭＯＶＥ
２に至るまでエッジの解を出力し続ける。この処理は、
同じ点でエッジが閉じるまで続けられる。これを行なう
制御プログラムを、図４に示す。類似した方法は、円形
及び楕円形に対しても使用される。

【００２７】エリアフィル／円錐曲線／ベクトルジェネ
レータ１２は、円形及び楕円形を描画するためのハード
ウェアで実現されたパラメータ円錐曲線アルゴリズムを
さらに有する。これにより、回転楕円を描画することが
できる。このアルゴリズムは、表示される各画素のｘ及
びｙ座標のための、離散的な微分方程式を解くことによ
って、連続的な関数（円形及び楕円形）を近似する。新
しいｘ及びｙ画素値は、ｘ及びｙの微分値を同時に累算
することにより計算される。これらの累算は、ディスプ
レイメモリ２６に格納されたｓｉｎ／ｃｏｓ探索データ
テーブルを参照することにより行なわれる。これらのテ
ーブルは、描画されているオクタントに基づいて変化す
る増分値を含む。これらのデータを用いることにより、
アドレスの一つ、即ちｘもしくはｙを、他方より速いレ
ートで計算することができる、所望の曲線状の円形又は
楕円形の円錐曲線フォームが生成される。

【００２８】エリアフィル／円錐曲線／ベクトルジェネ
レータは１２は、楕円形及び円形のパラメータ解を近似
するため２つのＤＤＡを利用する。円形を近似した方程
式は、ｘ（ｔ）＝ｘ（ｔ−１）＋Ｒ・ｃｏｓ（ｔ）と、ｙ（ｔ
）＝ｙ（ｔ−１）＋Ｒ・ｓｉｎ（ｔ）とで、但しＲ＝円
形の半径と、０≦ｔ≦２・πである。楕円形に近似した方程式は、ｘ（ｔ）＝ｘ（ｔ−１）＋Ｊ・ｃｏｓ（ｔ）＋Ｋ・ｓｉ
ｎ（ｔ）と、ｙ（ｔ）＝ｙ（ｔ−１）＋Ｌ・ｃｏｓ（ｔ）＋Ｍ・ｓｉ
ｎ（ｔ）とで、但しＪ，Ｋ，Ｌ及びＭは、正規化された円錐曲線射影であり
、下記の方程式、Ｊ＝（ｘ１　−ｘ０　）・Ｎｆａｃｔｏｒと、Ｋ＝（ｘ
２　−ｘ０　）・Ｎｆａｃｔｏｒと、Ｌ＝（ｙ１　−ｙ
０　）・Ｎｆａｃｔｏｒと、Ｍ＝（ｙ２　−ｙ０　）・
Ｎｆａｃｔｏｒとによって決定される。

【００２９】但し、（ｘ０　，ｙ０　）は、楕円の中心
のｘ及びｙ座標であり、（ｘ１　，ｙ１　）は、楕円の
中心から投影された楕円形の主軸の一端のｘ及びｙ座標
値であり、（ｘ２　，ｙ２　）は、楕円の中心から投影
されたときの楕円形の副軸の一端を示すｘ及びｙ座標値
であり、但し、ｔは前記したように定義され、Ｎ−正規
化要因値は、下記に示すように定義される。Ｎ−正規化要因０００００００−Ｎｆａｃｔｏｒ＝１１００００００−Ｎｆａｃｔｏｒ＝２１１０００００−Ｎｆａｃｔｏｒ＝４１１１００００−Ｎｆａｃｔｏｒ＝８１１１１０００−Ｎｆａｃｔｏｒ＝１６１１１１１００
−Ｎｆａｃｔｏｒ＝３２１１１１１１０−Ｎｆａｃｔｏ
ｒ＝６４１１１１１１１−Ｎｆａｃｔｏｒ＝１２８

【０
０３０】円形を描画するため、オペレータは、２つのパ
ラメータ、即ち半径及びＮ−正規化係数Ｎを特定するだ
けで良い。この計算では、半径は、１１ビットの正規化
された値（Ｎｏｒｍｒａｄ）によって定義され、実際の
円形の半径は、方程式、半径＝Ｎｏｒｍｒａｄ／Ｎｆａ
ｃｔｏｒ

【００３１】によって決定される。描画される
円形の第１画素として、現在の描画ポインタ位置を使用
すると、円周上の９０度ポイントでそのような描画が開
始され、反時計方向に円周が閉じるまで処理される。描
画ポインタ値を変えることにより、円形は、異なったｘ
／ｙアドレスで容易に描画されることができる。

【００３２】楕円形を描画する場合には、主軸及び副軸
をｘｙ画面座標値に直交させる必要はないので、回転し
た楕円形を、容易に生成することができる。楕円形を描
画するためには、オペレータは、使用するｓｉｎ／ｃｏ
ｓテーブルを定義する正規化係数ｎと、Ｊ，Ｋ，Ｌ及び
Ｍの値とを定義するだけで良い。これは、図５に示され
、図中のＰ０　は、楕円形の中心であり、ライン（Ｐ０
　及びＰ１　）と（Ｐ０　及びＰ２　）は、楕円形の直
交した軸を定義する。特定のＮ，Ｊ，Ｋ，Ｌ及びＭ値か
ら一つの楕円が描画されるので、実際上、主副軸の宣言
は重要ではない。楕円形は、Ｐ１　（描画ポインタ値と
等しいところ）から描画が開始され、Ｐ２　に向かって
移動する。楕円形プリミティブが描画されるｘ／ｙアド
レス位置を定義する描画ポインタ値は、プログラム可能
であり、円形プリミティブと同様に、描画ポインタ値を
変化させることにより、容易にビットマップメモリ２２
のｘ／ｙスペース内に移動することができる。上述した
円形及び楕円形の描画制御シーケンスは、図６及び図７
に示す。

【００３３】以上、グラフィック表示プロセッサにおけ
る、エリアフィル、円錐曲線及びベクトルのための、新
しくそして進歩した集積ハードウェアジェネレータにつ
いて述べた。上述した実施例は、この発明の原理の応用
を示す、多くの特定された実施例のいくつかを例示した
に過ぎず、当業者にはこの発明の範囲を逸脱することな
く、種々変形実施可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明により構成される２チャンネル多機能
コジェネレータを合せ持ったシステムのブロック図。

【図２】同図１における多機能コジェネレータの詳細な
ブロック図。

【図３】この発明による集積ハードウェアエリアフィル
／ベクトル／円／楕円／多角形ジェネレータの機能ブロ
ック図。

【図４】多角形エリアの形状の計算に使用される制御シ
ーケンスのブロック図。

【図５】楕円機能を定義する円錐曲線射影図。

【図６】円エリアを制御及び描画するために使用される
制御シーケンスのブロック図。

【図７】楕円エリアを制御及び描画するために使用され
る制御シーケンスのブロック図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　ベクトルと、多角形と、円錐曲線のプ
リミティブ及びエリアフィルを示す第１のデジタルプリ
ミティブ信号群を生成するベクトル／円錐曲線／エリア
フィルプリミティブジェネレータ（１２）において、前
記プリミティブ信号は、グラフィックディスプレイプロ
セッサ（１０）に使用され、前記グラフィックディスプ
レイプロセッサ（１０）は、前記プリミティブの生成に
関するシステムコマンド及びサブファンクション命令を
格納するためのディスプレイメモリ（２６）と、システ
ムコマンドを生成するためのホストプロセッサ（１４）
と、前記グラフィックプリミティブ信号を得、このグラ
フィックプリミティブ信号と記号情報のための第２のデ
ジタル信号群及びバックグランド及びテクスチャリング
のための第３のデジタル信号群とを結合し、出力信号を
含む第４デジタル信号を形成する結合手段（３２）とを
含み、前記出力信号は、グラフィックディスプレイ（２
４）のビットマップメモリ（２２）内の所定のアドレス
に書込まれ、前記ビットマップメモリ（２２）にプリミ
ティブを描画するためのデータ及び命令を得る入力手段
（６１）と、前記入力手段（６１）と結合され、前記ビ
ットマップメモリ（２２）内の第１の所定アドレスを対
象として、前記プリミティブを計算及び描画するための
反復手段（６０）とを具備することを特徴とするベクト
ル、円錐曲線、エリアフィルプリミティブジェネレータ
（１２）。
【請求項２】　　前記曲線状ベクトルラインの描画に使
用する、前記ディスプレイメモリからのサイン及びコサ
インデータを得るフェッチ手段（７０）と、ベクトルラ
インが描画されるｘ及びｙ座標を格納するアドレスカウ
ンタ（７２）と、描画されたベクトルラインが前記第２
の所定のアドレスに到達した時を示し、第２のベクトル
ラインの計算及び描画のためにジェネレータをリセット
する信号手段（６７）と、描画されたプリミティブベク
トルラインによって囲まれたスペース内に、ライン塗り
つぶしデータを生成するラインジェネレータ手段（７４
）と、前記プリミティブベクトルラインを生成するため
必要とされる反復数を決定する手段（６８）と、曲線状
ベクトルラインが描画されるようにｘ及びｙ座標データ
入力のレートを調整する手段（６８）とを具備すること
を特徴とする請求項１記載のベクトル／円錐曲線／エリ
アフィルプリミティブジェネレータ（１２）。
【請求項３】　　ベクトルを生成するパラメータカウン
タ手段（６８）を具備する請求項１記載のベクトル／円
錐曲線／エリアフィルプリミティブジェネレータ（１２
）。
【請求項４】　　円錐曲線を生成するためにサイン及び
コサインデータを得るフェッチ手段（７０）を具備する
請求項１記載のベクトル／円錐曲線／エリアフィルプリ
ミティブジェネレータ（１２）。
【請求項５】　　エリアフィルを生成する水平ラインジ
ェネレータ手段（７４）を具備する請求項１記載のベク
トル／円錐曲線／エリアフィルプリミティブジェネレー
タ（１２）。
【請求項６】　　前記反復手段（６０）は、算術論理演
算装置（６４）に直列に接続されたｘｙ入力デジタルマ
ルチプレクサ（６２）を有し、前記算術論理演算装置の
出力が、レジスタファイルを構成する複数の、記憶レジ
スタ（６６ａ）とカウンタ（６６ｂ）とに接続されるこ
とを特徴とする請求項１記載のベクトル／円錐曲線／エ
リアフィルプリミティブジェネレータ（１２）。
【請求項７】　　ビットマップメモリ（２２）に印加さ
れるベクトル及び円錐曲線データをフォーマットする、
複数のアドレスカウンタ（７２）とマスクジェネレータ
（３２）とを具備する請求項１記載のベクトル／円錐曲
線／エリアフィルプリミティブジェネレータ（１２）。