JPH05135147A

JPH05135147A - グラフイツクス・システムにおけるピツク方法および装置

Info

Publication number: JPH05135147A
Application number: JP4066198A
Authority: JP
Inventors: John J Lawless; ジヨン・ジヨゼフ・ローレス; David W Li; デイビツド・ウエイ・リー; David C Tannenbaum; デイビツド・コンラツド・タネンバウム
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1991-05-16
Filing date: 1992-03-24
Publication date: 1993-06-01
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: US5371514A; EP0515076A1; JPH0797413B2

Abstract

(57)【要約】【目的】グラフィックス・システムのピック方法にお
いて、ピック枠内に見えるものだけをピックするピック
方法を提供する。【構成】第１の処理で、ピック枠を横切り、ピック枠
内に見える可能性のあるプリミティブが選択され、選択
された各プリミティブに識別子としてピック・インデッ
クスが付けられる。第２の処理で、選択されたプリミテ
ィブのピック・インデックスが、フレーム・バッファ内
の領域に、画素データとして書き込まれる。このとき、
ピック枠内に見えるプリミティブのピック・インデック
スだけが書き込まれるようにするために、Ｚバッファを
用いて隠線／隠面消去を行なう。第３の処理では、ピッ
ク・インデックスが読み出され、ピック枠内に見えるプ
リミティブが決定される。この情報は、ピックされたプ
リミティブを通知するために使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、グラフィックス・シス
テムにおいてピック情報を生成するための方法および装
置に関する。特にこのようなシステムにおいてピック枠
内に見えるものだけをピックすることができるピック方
法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】対話型グラフィックス・システムは、表
示画面に描画するための出力機能と、対話を可能にする
ための入力機能の２つの一般的な機能を持つ。多くのグ
ラフィックス・システムでは、対話のために本質的な部
分は、ユーザがアイコンやテキスト等の画面に表示され
ているものを選択することによりアプリケーション・プ
ログラムに対して入力を行なうピック（指示選択）操作
である。代表的な方法は、ユーザがマウスまたは他のポ
インティング（指示）・デバイスを使って表示画像のあ
る部分の上にカーソルを置き、ポインティング・デバイ
スに付設されているアクチュエータを押して所望のもの
を選択する方法である。このようなピック方法は、米国
特許 No. 4,847,605（”グラフィックス・システムにお
けるピック方法”，Callahan 他）、米国特許 No. 4,87
0,599（”グラフィックス・ディスプレイ・システムの
ためのトラバーサル方法”，Hempel 他）、米国特許出
願 No.07/425,781（”階層グラフィックス構造を用いた
パイプライン方式のグラフィックス・システムのための
ピック機能”，Ebbers 他，1989 年 10 月 23 日出願，
この発明の EPO 出願は公告 No. 425 173 として 1991
年 5 月 2 日に公告された）およびヨーロッパ特許公
告 No. 0 318 154（”コンピュータ・グラフィックス・
システムを操作するための方法”，Callahan 他）等の
文献に記載されている。なおこれらの特許および特許出
願の発明はすべて、本発明の譲受人が譲り受けている。
またこれらの特許および特許出願の明細書は、引用によ
り、本明細書にも組み込まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】実時間隠線／隠面消去
の出現により、従来のピック方法は今や不十分である。
なぜなら、従来のピック方法は、代表的なものは、２次
元（２Ｄ）の位置検査を利用しており、この方法では、
あるプリミティブから生成された表示が所定のピック枠
を横切っていたら、たとえその表示が他の表示によって
隠されていても、そのプリミティブがピックされるから
である。このような単純な平面的な検出方法では、ユー
ザの意図しない結果を生じる可能性がある。例えば、ユ
ーザが画面に表示されている航空機の胴体をピックしよ
うとしているとき、完全に隠れて見えない乗客の座席も
ピックされることがある。したがって、見えているもの
だけがピックされるようにする追加の選択性を付与する
ことが望まれている。

【０００４】本発明は、表示画面に見えている描画プリ
ミティブに関するピック情報を、グラフィックス・アプ
リケーション・プログラムに知らせる方法と装置に関す
る。より具体的には、ピックされるための条件を、簡単
な２次元の位置検査から、可視性の検査を含むように厳
しくするものである。これにより、現在使用されている
ピック通知方法を、著じるしく改良することができる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、描画プリミテ
ィブが、ラスタ走査装置によって画素からなる画像とし
て表示されるために必要な画素データに変換されるグラ
フィックス・システムにおいて、ピック枠内に見えるプ
リミティブを決定するための方法および装置を提供す
る。

【０００６】本発明によれば、各プリミティブは、互に
異なる値すなわち識別子が付けられる。これらのプリミ
ティブは、まず、生成される画素データが通常のカラー
値の代りにまたは通常のカラー値に加えて識別子を含む
点を除き通常の方法で、画素化（すなわち画素データに
変換）される。このプリミティブの識別子は、フレーム
・バッファまたは他のメモリ内の，ピック枠と同一の範
囲を占める１組の画素格納場所に書き込まれる。この処
理の最後に、ピック枠内に見えるプリミティブの識別子
だけが格納されたまま残るように、Ｚバッファを用いて
隠線／隠面消去を行なうことが好ましい。ピック枠の場
所に格納された識別子は、ピック枠内に見えるプリミテ
ィブを決定するために読み出される。

【０００７】プリミティブの識別子の長さを短くするた
めに、平面的に（すわなち他のプリミティブによって隠
されているかいないかによらず）ピック枠を横切るプリ
ミティブだけを選択する予備的なパスを行なうことが好
ましい。これらの選択されたプリミティブには、識別子
（ここではまたピック・インデックスとも呼ぶ）が付け
られ、これらの識別子は、次のパスで、ピック枠の場所
に格納される。

【０００８】

【実施例】

１．序説開示したピック方法は、グラフィックス・アプリケーシ
ョン・プログラムに、どの描画プリミティブがピック枠
を横切るかを知らせるための方法を提供する。アプリケ
ーション・プログラムに通知される内容により、次の３
つのピック通知モードがある。１．ピック・ファースト・モード（ピック枠を横切る第
１番目の描画プリミティブが通知される。）２．ピック・ラースト・モード（ピック枠を横切る最後
の描画プリミティブが通知される。）３．ピック・オール・モード（ピック枠を横切るすべて
の描画プリミティブが通知される。）

【０００９】描画プリミティブは、先に表示されものが
後から表示されるものに隠されて見えなくなる可能性が
ある。例えば、最後に画素化されたプリミティブは、最
初に画素化されたプリミティブを覆い隠すことがある。
またＺバッファ（奥行値）を利用すると、描画プリミテ
ィブの全体またはそのいくつかの部分の画素データを生
成しなくても済む場合がある。グラフィックス・アプリ
ケーション・プログラムおよび最終ユーザにとってさら
に便利であるようにするためには、表示画面上に実際に
見えるものだけを報告し、隠されているものは報告しな
い通知方法を提供する必要がある。このことは、高機能
グラフィックス・システムに求められる１つの重要な要
件である。

【００１０】２．第１実施例第１実施例の全体構成を図１に示す。同図に示すよう
に、本発明を組み込んだグラフィックス・システム１０
０は、システム制御プロセッサ（ＳＣＰ）１０２を含
む。このシステム制御プロセッサ１０２は、バス１０６
を介して、グローバルなシステム・メモリ１０４に結合
されている。システム・メモリ１０４は、描画基本図形
の定義や付加的な属性（例えば色など）およびそれらの
描画基本図形が表示画のどこにどのように現われるべき
かを指定するために必要な変換マトリックス等を表示リ
ストを格納するためのランダム・アクセス・メモリ（Ｒ
ＡＭ）から構成される。この情報は、汎用のホスト・コ
ンピュータ（図示されていない）上で実行されているア
プリケーション・プログラムにより、適宜な通信手段
（図示されていない）を使って生成される。

【００１１】システム制御プロセッサ１０２は、グラフ
ィックス制御プロセッサ（ＧＣＰ）１０８とも結合され
ている。グラフィックス制御プロセッサ（ＧＣＰ）１０
８には、ＲＡＭから構成されるローカル・メモリ１１０
と、ピックされたプリミティブについての情報を格納す
ることがその目的の１つであるビデオＲＡＭ（ＶＲＡ
Ｍ）１２２が付設されている。グラフィックス制御プロ
セッサ１０８は、システム・メモリ１０４に格納されて
いる個々の描画基本図形を選択して、それを変換プロセ
ッサ（ＴｒＰ）１１４（本明細書では変換パイプライン
とも呼ぶ）に渡す。変換プロセッサ（ＴｒＰ）１１４
は、渡された描画基本図形を、ピック・モジュール１１
６を介して変換プロセッサ１１４に結合された描画プロ
セッサ（ＤｒＰ）１１８またはシェーディング（陰影を
つける）プロセッサ（ＳｈＰ）１２０により受け入れら
れる形式に変換する。ピック・モジュール１１６は、描
画プロセッサ１１８に向けられた変換プロセッサ１１４
の出力を途中で調べて、平面的なピック（すなわち従来
の２次元の位置検査を用いたピック）が行なわれたか否
かを判断する。プロセッサ１１８と１２０は、バス１０
６とフレーム・バッファ１２４に結合されている。

【００１２】フレーム・バッファ１２４は、描画プロセ
ッサ１１８またはシェーディング・プロセッサ１２０に
よって生成された，ラスタ化された画素イメージを格納
するために使用される。シェーディング・プロセッサ１
２０は、３次元の画素データの生成または多角形による
陰影づけのための色および奥行情報を補間するために、
従来と同様の方法で使用される。これに対して描画プロ
セッサ１２０は、シェーディングが必要でない２次元の
画素データの生成のために使用される。シェーディング
・プロセッサ１２０に付設されているＺバッファ１２２
は、各画素の奥行情報を格納するために使用される。シ
ェーディング・プロセッサ１２０，Ｚバッファ１２２，
フレーム・バッファ１２４は、従来と同様に画素データ
の生成と格納のために使用される他に、本発明において
は、可視ピック情報（ピック枠を横切りかつピック枠内
で見えるプリミティブを知らせる情報）を生成するため
にも使用される。

【００１３】前述したように、システム・メモリ１０４
には、描画基本図形すなわちプリミティブの表示リスト
が格納されており、これらのプリミティブはプロセッサ
１１４，１１８および１２０によって画素化され、生成
された画素データは表示のためにフレーム・バッファ１
２４に格納される。図６に示すように、このリストは、
構造体Ａ〜Ｄ（６１０〜６４０）を含む階層ネットワー
ク６００として構成されている。構造体Ａ〜Ｄの各々
は、１つまたは複数の構造体の要素から成る。すなわち
構造体Ａ（６１０）は要素６１１〜６１５を含み、構造
体Ｂ（６２０）は要素６２１〜６２３を、構造体Ｃ（６
３０）は要素６３１〜６３３を、さらに構造体Ｄ（６４
０）は要素６４１〜６４３を含む。例えば、構造体Ａが
椅子に対応し、構造体ＢとＣが椅子の２本の脚に対応し
て２本の脚の各々に固有の位置および他の情報を含み、
構造体Ｄが２本の脚についての共通の情報を含む場合を
考えることができる。

【００１４】各構造体は、図６において左から右に向っ
て１要素づつ処理される（これをトラバーサル処理と呼
ぶ）。要素６１２，６１４，６２３，６３２がそうであ
るように、処理される要素が構造体実行コマンドのとき
は、そのコマンドに指定されている構造体に処理がジャ
ンプし、ジャンプ先の構造体も同様に左から右に向って
処理され（その構造体に構造体実行コマンドがあればそ
の処理も含む）、処理が終了すと親構造体に戻る。この
実施例では、構造体Ａがルートの構造体であり、構造体
Ｂ〜Ｄはルート・構造体Ａにより（直接または間接に）
呼び出される下位構造体である。構造体のトラバーサル
処理の詳細は、本発明の１部を構成しないけれども、さ
らに詳しい情報は上記した Ebbers 等の出願や、提案さ
れている標準規格ＰＨＩＧＳ（Programmer^s Hierarchi
cal Interactive Graphics Standard）について説明し
ている多数の出版物に見い出されるかもしれない。

【００１５】図２に示すように、フレーム・バッファ１
２４は、第１の部分２００と第２の部分２１０から構成
され、各部分には画面全体の画素データ（図示の実施例
では１，２８０×１，０２４画素）が格納される。（図
２は画面座標の見地から描かれており、フレーム・バッ
ファ１２４の行および列アドレスへの実際のマッピング
を表わしていない。行および列アドレスへのマッピング
は、本発明とは無関係であり、多様なやり方で行なうこ
とができる。）この技術分野において行なわれているよ
うに、フレーム・バッファの１方の部分２００または２
１０が表示（図示されていない）をリフレッシュするた
めのアクティブ・フレーム・バッファとして使用され、
他方の部分はデータは更新されるが表示をリフレッシュ
するためには使用されないインアクティブすなわちバッ
クグラウンドのフレーム・バッファとして使用される。
フレーム・バッファのどちらの部分２００，２１０も、
システム１００の必要にしたがって、アクティブからイ
ンアクティブに、またはその逆に切り替えられる。この
切替えを行なうための方法は、本発明に関係がない。以
下の説明では、フレーム・バッファの部分２００が表示
をリフレッシュするたに使用されるアクティブな部分で
あり、フレーム・バッファの部分２１０がインアクティ
ブな部分で、本発明の方法により可視ピック情報を生成
するために使用されるものとしている。

【００１６】フレーム・バッファの各部分２００，２１
０は、画面領域２０２，２１２と画面外領域２０４，２
１４から構成される。画面領域２０２，２１２には、フ
レーム・バッフの対応する部分２００，２１０がアクテ
ィブのとき実際に表示される画素データが格納される。
それに対して画面外領域２０４，２１４は、ハッチ・パ
ターン，フォント（字体）等の格納のような補助的な用
途に使用される。

【００１７】この技術分野において行なわれているよう
に、ユーザは、マウス（図示されていない）のような，
ピックしようとするものの上にピック枠を移動するため
のピック・デバイスを使って、画面上に表示されている
ものをピックする。したがって図２では、バックグラウ
ンド・フレーム・バッファ２１０の画面領域２１２内に
ピック枠２１６が示してある。アクティブなフレーム・
バッファ２００の画面領域２０２内の対応するピック枠
も同じように位置決めされるが、図２には示されていな
い。ピック枠２１６は、例えば１６×１６画素の正方形
のように、任意の適宜な大きさに設定することができ
る。

【００１８】後述するように、バックグラウンド・フレ
ーム・バッファ２１０は、ピック枠２１６内の各画素デ
ータの各格納場所にプリミティブの対応する画素の実際
のカラー値ではなくピック・インデックスを書き込むこ
とによりピック・データを生成するために使用される。
フレーム・バッファ１２４のバックグラウンド部２１０
の内容が壊れたままになるのを避けるために、ピック枠
２１６内に格納されているカラー値は、ピック・プロセ
スが終了したときに復元できるように、画面外領域２１
４の退避領域２１８に格納される。（フレーム・バッフ
ァ１２４のアクティブな部分２００の画面外領域２０４
内にも、この部分がバックグラウンド部分になったとき
に使用するために、同様の退避領域２０８が設けられて
いる。）ピック枠２１６から画面外領域の退避領域２１
８へのこの転送は、従来技術において良く知られている
ＢｉｔＢＬＴ（ビット・ブロック転送）等の適宜な方法
により行なうことができる。

【００１９】図３は画面の一部（バックグラウンド・フ
レーム・バッファ２１０の画面領域２１２内に格納され
ている状態）を示す。同図に示すように、画面のこの部
分には、グラフィックス・プリミティブ３０１〜３０５
に対応するものが表示される。これらのプリミティブの
うち３０１，３０４および３０５は線分であり、３０２
と３０３はフィルされた４角の多角形である。各プリミ
ティブは、画素化処理の間に、ラスタ化すなわち１組の
画素データに変換される。生成された画素データはフレ
ーム・バッファ１２４に書き込まれ、他のプリミティブ
により覆い隠されなければ画面に表示される。画素デー
タがフレーム・バッファ１２４に書き込まれて画面に表
示されるかどうかを判断するために、プリミティブ３０
１〜３０５を構成する各画素には奥行値が付加される。
ここでは説明のために、奥行値は大きいほど視点（見る
者の位置を示す）に近い位置を表わすものとする。望む
なら、逆すなわち大きいほど視点から遠い位置を表わす
ようにすることもできる。初期状態では、Ｚバッファ１
２２およびフレーム・バッファ内のすべての画素データ
格納場所はゼロにセットされる。プリミティブの各画素
に対してカラー値と奥行値が生成される。ある画素に対
して生成された奥行値が、Ｚバッファに現在格納されて
いるその画素位置の奥行値よりも大きいときは、フレー
ム・バッファ１２４とＺバッファ１２２が両方とも更新
される。なぜなら新しく生成された画素データは、現在
の画素データにより表わされるものよりも視点に近いも
のを表わすからである。反対にある画素に対して生成さ
れた奥行値が、Ｚバッファに現在格納されている奥行値
よりも小さいときは、フレーム・バッファ１２４もＺバ
ッファも更新されない。なぜなら新しく生成された画素
データは、フレーム・バッファおよびＺバッファ内に現
在格納されている画素データにより表わされるものより
も視点から遠いものを表わし、視点に近いものによって
覆い隠されるからである。

【００２０】その具体的な例として、図３に示すよう
に、プリミティブ３０１〜３０５を構成する画素が次の
ような奥行値を持つとする。

【００２１】奥行値をこのように設定すると、プリミテ
ィブ３０１〜３０５は、隠したり隠されたりして、図３
に示すような関係になる。（プリミティブ３０１は隠さ
れない。なぜなら他のプリミティブ３０２〜３０５より
も視点に近いからである。）プリミティブが画素データ
に変換される順番に依存して、プリミティブ３０２〜３
０５の隠される部分は、Ｚバッファ１２２およびフレー
ム・バッファ１２４に書き込まれないか、もし書き込ま
れても，その後に変換される，視点により近い位置を表
わす奥行値を持つ画素により上書きされる。

【００２２】上記の説明は、従来のＺバッファを用いる
隠線／隠面消去（ＨＬＨＳＲ）の概要である。従来技術
のところで説明したように、従来のピック方法をプリミ
ティブの識別のために使用すると、プリミティブのいく
つかはＨＬＨＳＲのためにピック枠内で見えない可能性
があるため問題が生じる。すなわち図３に示すように、
プリミティブ３０１〜３０５のすべてが、画素化により
生成される画素がピック枠の境界内に入るという意味に
おいてピック枠を横切る。しかしながら、ピック枠２１
６内の他のプリミティブの存在のために、図示の場合に
おけるプリミティブ３０４のように、いくつかのプリミ
ティブがピック枠内で見えない可能性がある。ピック・
デバイスを操作するユーザは、通常、ピック枠２１６内
に実際に見えるプリミティブだけをピックしようとす
る。しかしながら、可視性を考慮に入れない簡単な２次
元の位置検査では、可視プリミティブ３０１〜３０３お
よび３０５と共に、ピック枠２１６内で見えないプリミ
ティブ３０４もピックされる。

【００２３】開示した可視プリミティブを決定しピック
するための方法は、本実施例では３段階の処理として実
現される。最初の２段階は、フレーム・バッファ１２４
内にピック枠を横切る可視プリミティブを表わすインデ
ックス（ピック・インデックスと呼ぶ）を格納するため
に使われる。第３のパスは、フレーム・バッファ１２４
からピック・インデックスを読み出し、ピック情報をホ
ストに返すために使われる。開示した実施例における最
初の２パスは、本発明の方法がシステム１００の既存の
ハードウェア上で動作するようにするために、２パスに
分けられている。しかしながら一般的には、フレーム・
バッファにピック・インデックスを格納するために、１
パスしか必要でない。

【００２４】この３段階の可視プリミティブ・ピック方
法は、次のとおりである。ａ．第１パス図１と４に示すように、システム制御プロセッサ（ＳＣ
Ｐ）１０２は、グラフィックス制御プロセッサ（ＧＣ
Ｐ）１０８に対し、アドレス・ポインタ（ＰＴＲ）（図
４）をシステム・メモリ１０４の格納場所４００に設定
して”可視ピック・トラバーサル”割込みをかけること
により、第１パスを開始する。グラフィックス制御プロ
セッサ（ＧＣＰ）１０８は、すべてのピックされたプリ
ミティブに対して、ピック・パス（経路）データを、シ
ステム・メモリ１０４内のＰＴＲ＋４番地から始まるピ
ック・パス・データ・ブロック４０１（最大３２ブロッ
クまで）内に格納する。描画プロセッサ１１８は、その
後、格納場所４００にピック・フラグワードを格納す
る。

【００２５】また図５にも示すように、フラグワード４
００に続くピック・パス・データ・ブロック４０１は、
次のように構成されている。１．ヘッダー５０１（このブロック内のバイト数）
（１つの整数）２．ビユー・インデックス５０２（０から６３）（１
つの整数）３．コンポジット・モデリング変換マトリックス５０
３（１６個の浮動小数点数）４．ピック・パス・デプスのレベルＬ５０４（＞＝
１）（１つの整数）５．格納場所５０４に格納されている数Ｌにより示され
るレベルに対するピック・パス・データ５０５

【００２６】最下位レベルから最上位レベルまでの各レ
ベルに対するピック・パス・データ５０５は、それぞれ１．構造体ＩＤ５０６（１つの整数）２．ピックＩＤ５０７（１つの整数）３．ラベルＩＤ５０８（１つの整数）４．構造体の要素番号５０９（１つの整数）を含む。

【００２７】これらの数は、本発明の一部を構成するも
のではない。各数の意味は前述したEbbers 等の出願に
説明されている。ブロック４０１内に格納されたピック
・パス・データは、アプリケーション・プログラムにピ
ック情報を知らせるために使われる。

【００２８】各ピック・パス・データ・ブロック４０１
は、第１のトラバーサルにおいてピックされたプリミテ
ィブ（より詳しくは、図６に示すような１つの構造体要
素）に対応する。なぜなら、それらのプリミティブに対
応する表示は、ピック枠２１６を横切るからである。各
ブロック４０１にはピック・インデックスＩが付けられ
る。ピック・インデックスＩは、この実施例では、１か
ら３２までの範囲の値である。

【００２９】第１および第２のパスでは、検出可能性
（すなわちそのプリミティブが検出されるための条件を
満足しているか否か）は無視される。検出可能でないプ
リミティブも、検出可能なプリミティブの可視性に影響
を及ぼす可能性がある。第３パスでは、検出可能でない
プリミティブは報告されない。

【００３０】Ebbers 等の同じく審査中の出願にもっと
詳しく説明されているように、このトラバースの間に、
グラフィックス制御プロセッサ１０８はまたＶＲＡＭ１
１２内に構造体を作る。すなわち図７に示すように、グ
ラフィックス制御プロセッサ１０８は、アトリビュート
（属性）スタック７１０を維持している。アトリビュー
ト・スタック７１０の各行７１１は、構造体のトラバー
サル処理の間に構造体実行コマンド（図６）に遭偶した
とき、システムの状態を格納するために用いられる。ス
タック７１０は、構造体実行コマンドがあったときに書
き込まれ（すなわちプッシュされ）、そのコマンドの実
行が終了したときに読み出される（すなわちポップされ
る）。カレント・ポインタ（図７）は、スタック７１０
の現在行７１１を指し示す。

【００３１】ＶＲＡＭ１１２にはまたピック・エコー領
域７２０が取られる。ピック・エコー領域７２０の連続
した行７２１は、ピックされたプリミティブをユーザに
エコー表示する（例えばピックされたプリミティブをハ
イライト表示する）ために使用される情報を含む。平面
的なピックが検出されると、カレント・ポインタによっ
て指し示されるアトリビュート・スタック７１０の行７
１１が、ピック・エコー領域７２０内の次の使用可能な
行７２１にコピーされる。したがってピック・エコー領
域の各行７２１は、ピックされた各プリミティブをエコ
ー表示するための情報を含む。本実施例では、ピック・
エコー領域７２０は３２の行７２１を含む。しかしなが
ら、もし望むなら、行の数は変えることができる。

【００３２】グラフィックス制御プロセッサ１０８は、
システム・メモリ１０４に格納されているバッファ・リ
ストの全体をトラバーサル処理する。このバッファ・リ
ストは、描画プロセッサ１１８を意図された送り先とす
る，図６に示す構造体のネットワーク６００と同様の構
造体のネットワークを含む。このようにするのは、図示
のシステム１００では、シェーディング・プロセッサ・
コマンドがグラフィックス制御プロセッサ１０８に対し
てピック割込みを発生せず、そのためシステム・メモリ
１０４内にピック・パスを生成し、かつＶＲＡＭ１１２
内にピック・エコー領域７２０（図７）を作成するため
にも、あたかも描画プロセッサ１１８に対してそうする
かのように画素化処理を行なわなければならないからで
ある。データの送り先は描画プロセッサ１１８である
が、描画プロセッサにデータは送られない。なぜなら、
このパスでは、画素データは必要でないからである。こ
のように描画プロセッサにデータを送らないようにする
のは、性能の向上を図るためである。ピック・モジュー
ル１１６は、平面ピックが検出されると、データがグラ
フィックス制御プロセッサ１０８から送出されないよう
するためにグラフィックス制御プロセッサに割り込みを
かけるように設定されている。さらにこのトラバーサル
処理の間の処理効率を高めるために、変換プロセッサ１
１４に対するクリッピング（切取り）の境界はピック枠
２１６に合わせて設定される。

【００３３】ピックされたすべてのプリミティブに対し
て、ピック・パス情報が、システム・メモリ１０４内
に、図４および５に示すように格納される。またＶＲＡ
Ｍ１１２内のアトリビュート・スタック７１０（図７）
のカレント行７１１が、ピック・エコー領域７２０内の
次の使用可能な行７２１にコピーされる。このようにし
て、すべてのピックされたプリミティブを再描画するた
めに必要な情報のリストが作成される。ピックできるプ
リミティブの数は３２個（ピック・セイブ情報のために
割り当てられたピック・エコー領域７２０のＶＲＡＭ行
７２１の数）までである。この上限に対する制約は、使
用できるＶＲＡＭの領域の大きさだけである。ピック・
エコー領域７２０は、行７２１の数が３２に制限されて
いるので、システム・メモリ１０４内の表示リストの第
１パスのトラバーサルは、ピックされたプリミティブの
数がこの上限に達すると、途中で終了する。

【００３４】ｂ．第２パスグラフィックス制御プロセッサ１０８は、第２パスを開
始する前に、描画プロセッサ１１８に対して、バックグ
ラウンド・フレーム・バッファ２１０内のピック枠２１
６内の最初の８つのビット平面の画素データを、画面外
の退避領域２１８（図２）に、ＢｉｔＢＬＴにより転送
するように指示する。転送後、ピック枠２１６内のこれ
らのビット平面とＺバッファ１２２内の対応する格納領
域は、ゼロにクリアされる。本発明の可視ピック法で
は、最小限構成のシステムにおいても働くことを保証す
るために、これよりも多くのビット平面が使用できる場
合にも、最初の８つのビット平面だけを使用するのが好
ましい。

【００３５】グラフィックス制御プロセッサ１０８は、
次に、Ｚバッファを参照して、ピック枠内の可視プリミ
ティブのピック・インデックスを、バックグラウンド・
フレーム・バッファ２１０内のピック枠２１６内に書き
込む。そのためグラフィックス制御プロセッサ１０８
は、ピック・モジュール１１６を動作不可にし、第１バ
スで上記のようにしてＶＲＡＭのピック・エコー領域７
２０に格納された，ピックされた描画プリミティブを画
素化し、その画素データを描画プロセッサ１１８および
シェーディング・プロセッサ１２０に送る。グラフィッ
クス制御プロセッサ１０８は、このとき、ピック枠２１
６内の各画素の画素データに、カラー・インデックスで
はなくピック・インデックスが書き込まれるように強制
する。

【００３６】第２パスの終わりには、ピック枠２１６内
に図８に示すような値が格納される。これらの値は、ピ
ック枠内に実際に見えるプリミティブ３０１〜３０３お
よび３０５のピック・インデックスである。プリミティ
ブ３０４もピック枠２１６を横切るが、先に描画される
プリミティブ３０１〜３０３の背後に隠れるので、ピッ
ク枠内では見えない。その結果、プリミティブ３０４の
ピック・インデックスは、フレーム・バッファ１２４に
書き込まれない。

【００３７】ｃ．第３パス第２パスにおいて、すべてのピックされた描画プリミテ
ィブが、カラー値の代わりにピック・インデックスを使
って再描画された後、グラフィックス制御プロセッサ１
０８は、パイプライン１１４を通してシェーディング・
プロセッサ１２０に特別の同期コマンドを送り、肯定応
答を待つ。この肯定応答は、シェーディング・プロセッ
サ１２０によりフレーム・バッファ１２４へのすべての
描画が完了されたことを保証する。

【００３８】グラフィックス制御プロセッサ１０８は次
に、描画プロセッサ１１８に対して特別の画素読出しコ
マンドを送り、ピック枠２１６内のデータを読み出し、
３２ビットのフラグワード４００の，ピック枠内の可視
プリミティブのピック・インデックス値に対応するビッ
トを１にセットするように命令する。これにより、例え
ば図８に示すピック・インデックス値のパターンに対す
るフラグワード４００は、図９に示すようになる。フラ
グワード４００は次にシステム・メモリ１０４内のピッ
ク・パス・データ・ブロック４０１の格納領域の直前の
場所（図４）に格納される。

【００３９】画素読出しコマンドはまた、描画プロセッ
サ１１８に、画面外退避領域からデータを読み出して、
フレーム・バッファ１２４の可視ピックにより壊された
領域のデータを復元するように命令する。

【００４０】グラフィックス制御プロセッサ１０８は、
次に、システム制御プロセッサ１０２に対して”可視ピ
ック処理完了”割込みをかける。

【００４１】システム制御プロセッサ１０２は、フラグ
ワード４００を使って、可視ピック処理の結果について
ホストに通知するための情報を組み立てる。ピック・フ
ァースト・モード（ピック枠を横切る第１番目の描画プ
リミティブを通知するモード）では、最上位のアクティ
ブなフラグワード・ビットに対応するピック・パス・デ
ータ・ブロック４０１（図４）が通知される。ピック・
ラースト・モード（ピック枠を横切る最後の描画プリミ
ティブを通知するモード）では、最下位のアクティブな
フラグワード・ビットに対応するピック・パス・データ
・ブロック４０１が通知される。ピック・オール・モー
ド（ピック枠を横切るすべての描画プリミティブを通知
するモード）では、すべてのアクティブなフラグワード
・ビットに対応するピック・パス・データ・ブロック４
０１が通知される。ピック・オール・モードでは、ピッ
ク・パス・データ・ブロック４０１を、フラグワード４
００のアクティブ・ビットにしたがってパックする（す
なわち、見えないプリミティブロックを除く）ことが好
ましい。

【００４２】エコー表示がアクティブになっているとき
は、グラフィックス制御プロセッサ１０８はさらに、可
視ピック・トラバーサルの第１パスで見つけ出され，ピ
ック・エコー領域７２０に格納されたすべてのプリミテ
ィブ７２１（図７）に対する処理を行なうエコー・パス
を開始する。このエコー・パスでは、フラグワード４０
０を調べることにより、各プリミティブ７２１に対して
エコー表示をしなければならないかスキップすべきかを
決定する。

【００４３】３．第２実施例第１実施例は、検出可能性の条件に可視性を含めるため
の、処理速度の速い手段を提供する。次に性能は多少低
下するが、資源の使用を少なくすることができるもう１
つの方法を説明する。この方法によれば、ピック・オー
ル・モードにおいて収容できる要素の数が減少する代り
に、可視ピック検出のために必要な時間が短かくなる。
第１実施例は、可視ピックされる可能性のあるプリミテ
ィブのデータをピック・エコー領域７２０（図７）に格
納するために、ＶＲＡＭ１１２（図１）を使用する。こ
れに対して第２実施例は、それらのプリミティブに対す
るインデックス・テーブル１１００（図１１）を使用す
る。第２実施例の方法も、次の３つのパスを含む。

【００４４】ａ．第１パスシステム制御プロセッサ１０２は、第１実施例における
のと同様に、アドレス・ポインタをピック・インデック
ス値のテーブルを格納するためのシステム・メモリ１０
４内の領域１１００（図１１）に設定して、グラフィッ
クス制御プロセッサ１０８に対し”可視ピック・トラバ
ーサル開始”割込みをかける。グラフィックス制御プロ
セッサ１０８は、第２および第３パスにおいてトラバー
サルを再開するために必要な情報を退避する。

【００４５】第１パスでは、グラフィックス制御プロセ
ッサ１０８は、可視であるか否かによらずピック枠２１
６（図３）を横切るすべての描画プリミティブの構造要
素インデックス（ＳＥＩ）・テーブル１０００（図１
０）を、ＶＲＡＭ１１２内（ＶＲＡＭ１１２に使用でき
るスペースがないときはシステム・メモリ１０４内）に
作成する。そのためグラフィックス制御プロセッサ１０
８は、ピック・モジュール１１６を動作可能にしかつ描
画プロセッサ１１８にデータが行かないように設定し
て、描画プロセッサに対して構造要素を画素化する。先
に第１実施例において説明したように、このようにする
のは、シェーディング・プロセッサ・コマンドはグラフ
ィックス制御プロセッサ１０８に対してピック割込みを
発生せず、したがってＳＥＩテーブル１０００を作成す
るためにも、あたかも描画プロセッサ１１８に対してそ
うするかのように画素化を行わなければならないからで
ある。第１実施例の場合と同様に、クリッピングの境界
はピック枠２１６に合わせて設定される。

【００４６】変換プロセッサ１１４に各描画プリミティ
ブを送る前に、ピック・タグ生成ルーチンによって、Ｓ
ＥＩをデータとする同期割込みが送られる（このピック
・タグ生成ルーチンはまたＳＥＩの生成も行なう）。こ
のポスト・フォーマッタ同期割込みが発っせられると、
送られたＳＥＩは、変換パイプライン１１４の最下部に
おいて現在処理されているプリミティブのＳＥＩを格納
する現在の最下位ＳＥＩレジスタ（別個に図示されてい
ない）に退避される。続いて送られた描画プリミティブ
に対してピック割込みが発生した場合には、現在の最下
位ＳＥＩレジスタの内容が、ＶＲＡＭ１１２内のＳＥＩ
テーブル１０００に入れられる。

【００４７】第１のパスの結果、ＶＲＡＭ１１２内に、
ピック枠２１６を横切るすべての（最終的に可視である
か否かを問わない）描画プリミティブを指し示すＳＥＩ
テーブル１０００（図１０）が作成される。このテーブ
ル１０００の各項１００１は、トラバース処理されてい
る表示リストの１つの構造要素を指し示す構造要素イン
インデックス（ＳＥＩ）である。ＳＥＩテーブル１００
０の各項１００１には、図１０に示すように、１からＭ
（Ｍは２５５以下）までの範囲の連続したピック・イン
デックスが付けられる。本明細書の別のところで説明し
たように、このＭに対する上限は、ピック・インデック
スを格納するために使用可能であると想定されるフレー
ム・バッファ１２４内のビット平面の数により課される
ものである。本実施例のＳＥＩテーブル１０００は、項
１００１の数が２５５に制限されているので、システム
・メモリ１０４内の表示リストの第１パスのトラバーサ
ルは、ＳＥＩテーブルの項の数がこの上限に達したら途
中で終了する。（この理論的な可能性はまったく発生し
ないわけではないが、実際には殆ど発生しない。）

【００４８】ｂ．第２パス第２パスは、第１実施例のものと同じである。第２パス
を開始する前の準備として、グラフィックス制御プロセ
ッサ１０８は、描画プロセッサ１１８に対して、バック
グラウンド・フレーム・バッファ２１０内のピック枠２
１６の最初の８つのビット平面から、画面外の退避領域
２１８（図２）に、ＢｉｔＢＬＴ転送により、画素デー
タを転送するように指示する。転送後、ピック枠２１６
内のこれらのビット平面とＺバッファ１２２内の対応す
る領域がゼロにクリアされる。第１実施例におけるのと
同じように、本発明の可視ピック法は、この方法が最小
限構成のシステムにおいても働くことを保証するため
に、もっと多くのビット平面が使用できる場合でも、フ
レーム・バッファ１２４内の最初の８つのビット平面だ
けを使用するのが好ましい。このため本実施例の可視ピ
ック方法ではピック・インデックスの数が２５６に制限
されるけれども、この上限は通常必要とされるピック・
インデックスの数よりもずっと多いので問題は生じな
い。

【００４９】グラフィックス制御プロセッサ１０８は、
次に、第１パスで格納されたトラバーサル情報を使っ
て、システム・メモリ１０４内の元の表示リスト（図
６）のトラバーサルを再開する。このトラバーサルの間
に、グラフィックス制御プロセッサ１０８は、Ｚバッフ
ァ１２２のデータを利用しつつ、ピック枠２１６内の可
視プリミティブのピック・インデックスを、バックグラ
ウンド・フレーム・バッファ２１０のピック枠内に書き
込む。グラフィックス制御プロセッサ１０８は、これ
を、描画プロセッサ１１８およびシェーディング・プロ
セッサ１２０に対して、第１パスでピックされた描画プ
リミティブを画素化することにより行なう。グラフィッ
クス制御プロセッサ１０８は、このとき、ピック枠２１
６内の各画素の画素データに、カラー・インデックスで
はなくピック・インデックスが書き込まれるように強制
する。

【００５０】この第２パスでは、そのＳＥＩがピック・
タグ・ルーチン内に保存されているＳＥＩテーブル１０
００内のＳＥＩと一致するプリミティブだけが画素化さ
れる。フレーム・バッファ１２４内に書き込まれるカラ
ー情報を保持するために使用されるハイライト・レジス
タ（別個に図示されていない）内のピック・インデック
スは、描画プリミティブが画素化されるごとに１づつ増
やされる。

【００５１】このトラバーサルが終了したとき、ピック
枠２１６は図８に示す値を含む。これらの値は、ピック
枠内に実際に見えるプリミティブ３０１〜３０３および
３０５のピック・インデックスである。

【００５２】ピックされたすべてのプリミティブが、第
２パスにおいて、カラー値の代わりにピック・インデッ
クスを用いて再描画された後、グラフィックス制御プロ
セッサ１０８は、パイプライン１１４を通してシェーデ
ィング・プロセッサ１２０に特別の同期コマンドを送
り、肯定応答を待つ。この肯定応答は、シェーディング
・プロセッサ１２０によりフレーム・バッファ１２４に
対するすべての画素化処理が完了されたことを保証す
る。

【００５３】グラフィックス制御プロセッサ１０８は、
次に、描画プロセッサ１１８に対して特別のリード・ピ
クセル・コマンドを送り、フレーム・バッファ１２４内
のピック枠２１６内に格納されているピック・インデッ
クスを読み出し、それらのピック・インデックスを小さ
い順に並べ（同じピック・インデックスが複数回出現し
たときは、２回目以降は除去する）、それらのソートさ
れたピック・インデックスをシステム・メモリ１０４の
ピック・インデックス領域１１００（図１１）に格納す
るように命令する。描画プロセッサ１１８は、また、領
域１０００の先頭に、ピック・インデックス１１０２の
総数を示すヘッダ・バイト１１０１を挿入する。

【００５４】画素読出しコマンドは、また、描画プロセ
ッサ１１８に対して、可視ピックにより壊されたフレー
ム・バッファ１２４の領域２１６のデータを、画面外退
避領域２１８から読み出して復元するように命令する。

【００５５】ｃ．第３パスグラフィックス制御プロセッサ１０８は、ピック割込み
を可に設定し、また描画プロセッサ１１８およびシェー
ディング・プロセッサ１２０のどちらに対してもグラフ
ィックス制御プロセッサ１０８から何も送られないよう
にピック・コリレーション・モードを可に設定して、第
３パスのピック・トラバーサルを開始する。構造要素イ
ンデックス（ＳＥＩ）テーブル１０００（図１０）とピ
ック・インデックス・テーブル１１００（図１１）はま
だ保存されているが、シェーディング・プロセッサ１２
０にも描画プロセッサ１１８にも何も送られない。ピッ
ク・タグ・ルーチンにおいて生成されたＳＥＩ（テーブ
ル１０００に格納されている）とピック・インデックス
（テーブル１１００に格納されている）が一致したと
き、変換パイプライン１１４の先頭において、ピックが
あったことが知られる。このプリミティブのピック情報
は、システム・メモリ１０４内の、ピック・データ・ブ
ロック４０１（図４）として格納される。

【００５６】ピック・ファースト・モードでは、ソート
されたピック・インデックス・テーブル１１００（図１
１）に格納されている第１番目のピック・インデックス
１１０２だけを見つければよい。ピック・ラースト・モ
ードでは、ソートされたピック・インデックス・テーブ
ル１１００の最後のピック・インデックスが、ピックさ
れた最後の可視構造要素を指し示す。ピック・オール・
モードでは、すべてのピックされたプリミティブが通知
される。

【００５７】第３パスが終了すると、グラフィックス制
御プロセッサ１０８は、システム制御プロセッサ１０２
に対して”可視ピック完了”割込みをかける。

【００５８】４．まとめ開示された実施例は、両方とも、図１２に示すように、
３つの部分から成る処理を用いて、アプリケーション・
プログラムに通知するための可視ピック情報を生成す
る。第１の部分では、システム・メモリ内に格納されて
いる１組のプリミティブから、ピック枠を横切る，した
がってピック枠内の可視プリミティブが選択され、選択
された各プリミティブに異なるピック・インデックスが
付けられる。第２の部分では、選択されたプリミティブ
が、通常のカラー値ではなく、第１の部分において付与
されたピック・インデックスを用いて、フレーム・バッ
ファのピック枠部分に、描画データとして書き込まれ
る。見えない部分を消去するためにＺバッファが用いら
れる。第３の部分では、フレーム・バッファのピック枠
部分に格納されたピック・インデックスが読み出され、
ピック枠内に実際に見えるプリミティブが決定され、所
要の情報がアプリケーション・プログラムに渡される。

【００５９】

【効果】以上のように本発明の可視ピック方法によれ
ば、ピック枠を横切るもののうちピック枠内に実際に見
えるものだけをピックすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を組み込んだグラフィックス・システム
のブロック線図である。

【図２】図１に示すシステムのフレーム・バッファの説
明図である。

【図３】表示画面上のピック枠が表示されている部分と
その周辺の部分の表示の一例を示す。

【図４】本発明の１実施例の第１パスにおいてシステム
・メモリ内に作成されるデータ構造の説明図である。

【図５】図４に示すデータ構造のより詳しい構造を示す
説明図である。

【図６】システム・メモリにプリミティブを格納するた
めに使用するデータ構造の説明図である。

【図７】本発明の１実施例の第１パスにおいてビデオＲ
ＡＭ内に作成されるデータ構造の説明図である。

【図８】本発明の１実施例の第２パスの終了後の、フレ
ーム・バッファのピック枠部分の内容を示す説明図であ
る。

【図９】本発明の１実施例の第２パスの終了後の、フラ
グワードの内容を示す説明図である。

【図１０】本発明の第２実施例の第１パスにおいて作成
されるデータ構造の説明図である。

【図１１】本発明の第２実施例の第３パスにおいてシス
テム・メモリ内に作成されるデータ構造の説明図であ
る。

【図１２】本発明の可視ピック方法による処理のフロー
チャートである。

【符号の説明】

１２４・・・・・・フレーム・バッファ２００・・・
・・・第１の部分２１０・・・・・・第２の部分２０２，２１
２・・画面部２０４，２１４・・非画面部２０８，２１
８・・退避領域２１６・・・・・・ピック枠３０１，３０
４，３０５・・線分３０２，３０３・・フィルされた４角形

フロントページの続き (72)発明者デイビツド・ウエイ・リーアメリカ合衆国12401 ニユーヨーク州キングストンアパートメント・１パール・ストリート 66番地 (72)発明者デイビツド・コンラツド・タネンバウムアメリカ合衆国12443 ニユーヨーク州ハーリー 209 オールド・ルート 369番地

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】描画プリミティブがラスタ走査装置の表
示領域に画素の配列として表示するための画素データに
変換されるグラフィックス・システムであって、前記シ
ステムが前記表示領域内にピック枠を設定しかつ前記ピ
ック枠内の画素に対応する格納場所を設定するための手
段を備えており、前記プリミティブの各々がそれらに付
けられた相異なる値を持つグラフィックス・システムに
おいて、（ａ）前記プリミティブの画素に対して前記値を含む画
素データを生成する（ｂ）前記値を含む前記画素データを前記一時的な格納
場所に書き込む（ｃ）前記一時的な格納場所に格納された値を読み出し
て前記ピック枠内に見えるプリミティブを決定する処理
を含む，前記ピック枠内に見えるものだけをピックする
グラフィックス・システムにおけるピック方法。
【請求項２】請求項１の方法であって、前記画素デー
タが、プリミティブの各画素に対して、プリミティブの
その画素に対応する部分の視点からの距離を表わす奥行
値を含み、新しく生成された前記画素データの奥行値
が、前記格納場所に現在格納されている画素データの奥
行値よりも小さい視点からの距離を表わすときは、前記
格納場所を前記新しく生成された画素データで更新する
方法。
【請求項３】請求項１の方法であって、前記プリミテ
ィブが、より多数の１組のプリミティブから前記ピック
枠を横切ることを条件として選択されたものである方
法。
【請求項４】請求項１の方法であって、前記格納場所
が、前記画素の配列を格納するためのフレーム・バッフ
ァ内に含まれている方法。
【請求項５】描画プリミティブがラスタ走査装置の表
示領域に画素の配列として表示するための画素データに
変換されるグラフィックス・システムであって、プリミ
ティブを構成する各画素に対する画素データがプリミテ
ィブのその画素に対応する部分の視点からの距離を表わ
す奥行値を含み、前記システムが前記表示領域内にピッ
ク枠を設定しかつ前記ピック枠内の画素に対応する格納
場所を決めるための手段を備えており、前記プリミティ
ブの各々がそれらに付けられた相異なる値を持つグラフ
ィックス・システムにおいて、（ａ）１組のプリミティブから前記ピック枠を横切るプ
リミティブを選択し、選択された各プリミティブに相異
なる識別子をつける（ｂ）選択された各プリミティブについて、そのプリミ
ティブを構成する各画素に対し、前記そのプリミティブ
の識別子とそのプリミティブの各画素に対応する部分の
奥行値を含む画素データを生成し、新しく生成された前
記画素データの奥行値が、前記格納場所に現在格納され
ている画素データの奥行値よりも小さい視点からの距離
を表わすときは、前記格納場所を前記新しく生成された
画素データで更新する（ｃ）前記格納場所に格納された値を読み出して前記ピ
ック枠内に見えるプリミティブを決定する処理を含む，
前記ピック枠内に見えるものだけをピックするグラフィ
ックス・システムにおけるピック方法。
【請求項６】描画プリミティブがラスタ走査装置の表
示領域に画素の配列として表示するための画素データに
変換されるグラフィックス・システムであって、前記シ
ステムが前記表示領域内にピック枠を設定しかつ前記ピ
ック枠内の画素に対応する格納場所を用意するための手
段を備えており、前記プリミティブの各々がそれらに付
けられた相異なる値を持つグラフィックス・システムの
ためのピック装置であって、（ａ）前記プリミティブを構成する画素に対して前記値
を含む画素データを生成するための手段（ｂ）前記値を含む前記画素データを前記格納場所に書
き込むための手段（ｃ）前記格納場所に格納された値を読み出して前記ピ
ック枠内に見えるプリミティブを決定するための手段を
含むピック装置。
【請求項７】描画プリミティブがラスタ走査装置の表
示領域に画素の配列として表示するための画素データに
変換されるグラフィックス・システムであって、プリミ
ティブを構成する各画素に対する画素データがプリミテ
ィブのその画素に対応する部分の視点からの距離を表わ
す奥行値を含み、前記システムが前記表示領域内にピッ
ク枠を設定しかつ前記ピック枠内の画素に対応する格納
場所を決めるための手段を備えたグラフィックス・シス
テムのためのピック装置であって、（ａ）１組のプリミティブから前記ピック枠を横切るプ
リミティブを選択し、選択された各プリミティブに相異
なる識別子をつけるための手段（ｂ）選択された各プリミティブについて、そのプリミ
ティブを構成する各画素に対して、前記そのプリミティ
ブの識別子とそのプリミティブの各画素に対応する部分
の奥行値を含む画素データを生成し、かつ新しく生成さ
れた前記画素データの奥行値が、前記格納場所に現在格
納されている画素データの奥行値よりも小さい視点から
の距離を表わすときは、前記格納場所を前記新しく生成
された画素データで更新するための手段（ｃ）前記格納場所に格納された値を読み出して前記ピ
ック枠内に見えるプリミティブを決定するための手段を
含む装置。