JPH05324844A

JPH05324844A - 図形出力装置

Info

Publication number: JPH05324844A
Application number: JP4131247A
Authority: JP
Inventors: Eri Nakamura; 恵理中村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-05-25
Filing date: 1992-05-25
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】図形出力装置において、出力する直線、曲線
の描画位置に関わらず一様に図形の分割を可能にし、分
割された各々の図形に対して画素集合発生処理を並列実
行すること。【構成】図形出力装置において、直線に関しては始
点、終点２点間の長さ、曲線に関しては目的とする曲線
を近似する折れ線を形成する線分の長さの総和を検出す
る画素集合発生範囲検出手段２と、図形を２分割するか
しないかを判定する分割判定手段３と、該分割判定手段
３が分割しないと決定した場合には、実画素を発生させ
る画素集合発生手段７により処理し、分割すると決定し
た場合には図形を２分割し、分割した各々の図形に関す
る図形情報を決定する画素集合発生範囲分割手段４によ
り２つのプロセッサで画素発生を並列に実行する並列実
行手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印刷処理装置、グラフ
ィックディスプレイ等の図形出力装置に関し、特に直
線、曲線等の図形の画素集合発生処理を高速に実行する
図形出力装置に関する。また、前記処理を並列実行する
ための処理分散の技術及び、処理分散時に処理系の最適
な分散粒度を自動的に選択する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷装置、グラフィックディスプレイ等
の出力装置へ図形を出力する場合、各１ピクセルごとに
適当なビット数を対応させた記憶領域（以下イメージメ
モリ領域と呼称する）を用意し、この中に図形の形状を
表す画素集合を発生させる方法を用いるのが一般的であ
る。

【０００３】図形描画の中で最も基本的なものは、直線
線分を発生させることである。すなわち、始点と終点の
２点の座標が与えられた時、その２点間を結ぶ画素集合
を始点から順に発生させ、イメージメモリに書き込む方
法である。２点間を結ぶ直線にできるだけ近い画素を発
生させる補間方法には、一般にBresenhamのアルゴリズ
ムを使用した補間画素発生方法が用いられる。また、曲
線を描画する場合にはBezier曲線、スプライン曲線、円
弧等を用い、実際の画素集合の発生には曲線を折れ線で
近似する方法が一般的である。上記のいずれの場合でも
図形の画素集合を発生させる場合は、単一の画素発生装
置で順次実行している。

【０００４】しかし、直線や曲線等の図形の画素集合を
発生させる処理において、与えられた座標群により補間
画素集合を発生する処理は、どの部分から発生させなけ
ればならないという規定はない。従って、画素集合発生
範囲を分割し、それぞれの範囲ごとに別の場所で画素集
合発生処理を実行し（並列処理）、その後合成処理を実
行しても、前者と同様の処理結果が得られることは明か
である。特開平02-210394「グラフィックディスプレイ
制御装置」は、一つの直線の描画を分割し、並行して実
行することにより、図形出力を高速に実行可能とするこ
とを目的とした技術である。上記技術は、画素集合を出
力する対象となるグラフィックディスプレイを複数に分
割し、画素集合発生の対象となる直線に関して領域を分
割している直線との交点の座標を求め、分割された領域
に含まれる線分の始点、終点をそれぞれ求め、それらの
点により分割された各領域に対応したイメージメモリご
とに画素集合発生処理を同時に並行して行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法は
複数個の分割領域に渡って描画される直線に対しては有
効であるが、図２１に示すように処理対象となる直線Ｐ
０、Ｐ１が分割した領域の境界線と交わらず、ある１つ
の領域に入ったときは分割されず、多重度が上がらな
い。また、一つの領域に出力する図形が集中した場合、
プロセッサに対する負荷が片寄り、並列処理の効果を効
率的に利用できないという問題もある。

【０００６】さらに、この方法を用いて曲線の描画に対
応させようとした場合、図２２に示す４点Ｐ０、Ｐ１、
Ｐ２、Ｐ３からなるBezier曲線の点列発生に見られるよ
うに、発生させようとする曲線上の形状を決定する点の
座標データ（この例では点Ｐ１、Ｐ２）を図形情報とし
てもつ場合には、与えられた座標データがいくつかの領
域に渡って存在するにも関わらず、実際に発生させる曲
線の画素集合は分割して発生処理を実行できないという
問題もある。

【０００７】この様な並列処理系を実現する場合、系に
最適な処理分散の粒度をどの様な手段で取り出すかが問
題となる。分散粒度が必要以上に小さい場合、処理割当
てを行うための処理時間の比率が実際の処理時間に比較
して無視できず、むしろ処理速度を落とす可能性すらあ
る。一方、分散粒度が大きすぎる場合、処理の並列化が
行われずプロセッサ資源やメモリ資源の有効利用ができ
ない。

【０００８】本発明はこの様な問題を解決するために鑑
みられたものであり、その目的とするところは、点列発
生処理の対象となる図形が、直線であっても曲線であっ
ても同様の方法で分割処理を行い、与えられた座標の位
置的な制約に係わらず、任意の座標をもつ直線、曲線に
対して分割を可能にすることにある。さらに、分散粒度
を最適なものに選択でき、多重度を一様に上げ、並列処
理を効率よく実行でき、図形出力処理の高速化を図るこ
とである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この様な問題を解決する
ために本発明の図形出力装置では、始点と終点さらに図
形発生に必要となる座標を含む図形情報から、図形の形
状を表す画素集合を発生させる図形出力装置において、
（ａ）直線に関しては始点と終点の２点間の長さ、曲線
に関しては目的とする曲線を近似する折れ線を形成する
線分の長さの総和を検出する画素集合発生範囲検出手段
と、（ｂ）前記の手段により検出された値とあらかじめ
定めた値とを比較し、その結果を受けて図形を２分割す
るかしないかを判定する分割判定手段と、（ｃ）前記分
割判定手段が分割しないと判断した場合に、実画素を発
生させる画素集合発生手段と、（ｄ）前記分割判定手段
が分割すると決定した場合に、図形を２分割し、分割し
た各々の図形に関して新たな始点、終点、図形発生に必
要となる座標を含む図形情報を決定する画素集合発生範
囲分割手段と、（ｅ）前記画素集合発生範囲分割手段に
よって分割された図形に関する情報を、２つのプロセッ
サに各々分担して与え、該各プロセッサでは与えられた
図形情報を用いて画素集合の発生を並列に実行する並列
実行手段と、を少なくとも有することを特徴とする。

【００１０】

【実施例】以下、本発明について、実施例に基づき詳細
に説明する。

【００１１】［実施例１］図１に本発明の実施例の基本
構成を示す。印刷処理装置やグラフィックディスプレイ
等の表示装置に図形を出力する際、アプリケーションプ
ログラムから出力された図形描画のための図形情報デー
タを取得し、実画素発生を行う処理に関して処理の分散
を行う。後述する手順で各図形ごとに画素集合発生範囲
を分割し、複数のプロセッサ上に割当てて並列実行によ
り順次実画素を発生させる。生成された実画素集合をイ
メージメモリ領域に書き込み、量子化された画素データ
をグラフィックディスプレイあるいはプリンタに転送す
ることによって図形出力を得る処理構成をとる。並列処
理を実行するには相互に影響を与えない実行単位に処理
が分割され、それらが並列性を帯びている必要がある。
本発明は、従来単一のプロセスとして行っていた画素集
合発生処理を、画素集合発生範囲を再帰的に分割するこ
とにより、直線に限らず曲線に対しても処理に並列性を
もたせている。これにより複数のプロセッサによる並列
処理が可能となり、処理速度が向上する。

【００１２】図１の１は、アプリケーションによって出
力された図形情報である。図形情報は、直線や曲線の図
形の始点座標、終点座標、形状を表す時に必要となるそ
の他の座標データが記述されている。画素集合発生範囲
検出手段２はこの図形情報１を読み込み、直線や曲線そ
れぞれの場合ごとにあらかじめ用意された検出方法によ
り図形を発生させる画素集合の長さを検出する。各図形
に対する長さの検出方法は、図５、図６、図７で詳細を
述べる。分割判定手段３では、画素集合検出手段２によ
り検出された値とあらかじめ定められた値を比較し、前
者が後者以上の場合は分割処理をすべきと判断し、画素
集合発生範囲分割手段４に移行する。一方、前者が後者
より小さい場合は画素集合発生手段７に移行し、実画素
データを生成させる。画素集合発生手段７では、従来の
画素集合発生アルゴリズムに従って折れ線近似等の処理
を実行し、実画素を発生させる。画素集合発生範囲分割
手段４は、直線や曲線に応じて発生させる画素集合の範
囲を決められた分割方法を用いて２分割する。この際、
分割の境界となる点の座標は分割された片側の図形の終
点座標となり、もう片側の始点座標となる。さらに、分
割時には分割前の図形に関する図形情報と同様のデータ
構造を持ち合わせる必要がある。この後、画素集合発生
範囲分割手段４により分割された図形情報はプロセス待
ち行列８に送られ、複数のＣＰＵ５に分散される。プロ
セス実行を指定されたプロセッサ上でも上記手順と同様
の画素集合発生処理を行うプログラムが稼働される。こ
のとき、割り当てられた図形情報を受けとって処理を実
行することから、図形情報は分割後も分割前と同様のデ
ータ構造をとるようになっている。オペレーティングシ
ステム１０は、スケジューラ９により複数のプロセスに
対するＣＰＵ時間の割当てを行う。このため、複数のＣ
ＰＵ５の管理下で生成されるプロセス６を同時に実行可
能であり、画素集合発生処理を並列実行できる。スケジ
ューラ９が画素集合発生処理を各ＣＰＵに割り当てる
と、割当てられたプロセッサは再度取得した図形情報を
もとにプロセス６を起動して手段２、３、４の一連の処
理を実行する。各プロセッサで生成された実画素データ
はイメージメモリ１１に蓄積され、出力装置１２に出力
される。

【００１３】本実施例は複数のプロセッサが同一コンピ
ュータ上にある場合に関して説明しているが、ネットワ
ーク上で粗結合されているコンピュータ上ではネットワ
ークデバイスドライバを使用してデータ列を転送し、分
散並列実行することが可能である（後述）。

【００１４】本発明を構成する各手段に関して詳細を述
べる。図形情報１はアプリケーションにより出力された
図形情報の記述が、コンピュータの処理に適した中間コ
ード形式に変換されたものである。プリンタやＣＲＴ等
の実際の出力装置の画素の解像度に依存しないようにす
るためアプリケーションから出力される図形描画手順の
記述の仕様の中には、図形記述の際にユーザ座標系と呼
ばれる任意の座標系の指定を認めるものがある。一方、
実際に出力する画素は出力装置の物理的な仕様に従った
デバイス座標系上の画素として扱われるため、これらの
解像度の変換を行い、実画素データの座標系に合わせた
記述を得る必要がある。解像度に応じた変換を行った後
の図形情報１は、図２のようにデータ列のバイト数及び
その他の付加情報を含むヘッダ２１と終了符号２４に囲
まれた図形要素を区別する識別子２２と各図形の形状を
表すのに必要な実データ列２３からなる。各図形要素を
表す実データ列はあらかじめ定められた構造を持ち、表
１に示す構成をとる。

【００１５】

【表１】

【００１６】本実施例では図形要素として直線と曲線を
扱い、曲線を構成する時に一般的に扱われる図形として
３次Bezier曲線、円弧を取り上げている。表１の各図形
要素のデータ構造に含まれるｘ座標、又はｙ座標データ
と円弧における中心角を表すデータは、上位１６ビット
を整数部、下位１６ビットを小数部とみなした固定小数
点実数で与えられる。表１中の記号は図３の（ａ）
（ｂ）（ｃ）に表記されている記号と対応している。
（ａ）は直線の説明図で始点、終点の各ｘ、ｙ座標を図
形情報としてもつ。（ｂ）は３次Bezier曲線の説明図で
あり、始点Ｐ０、終点Ｐ１、２つの制御点Ｐ２、Ｐ３に
より得られる曲線である。４点Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３
が与えられたとき、この４点から得られる３次Bezier曲
線Ｂ（ｔ）はパラメータｔを用いて次の多項式（ア）で
示される。（ｃ）は円弧の説明図である。円弧は点Ｃを
中心とし、ｒを半径としてもつ。図中ａｎｇ１、ａｎｇ
２はそれぞれ正の方向のｘ軸から反時計方向に計測した
時の始点Ｐ０、終点Ｐ１での中心角である。

【００１７】Ｂ（ｔ）＝（１−ｔ）³Ｐ０＋３ｔ（１−ｔ）²Ｐ１＋３ｔ²（１−ｔ）Ｐ２＋ｔ³Ｐ３０≦ｔ≦１ ‥‥（ア）次に、画素集合発生範囲検出手段２と分割判定手段３に
ついて、処理内容を図４の流れ図を用いて説明する。こ
の処理は図形情報から識別子により直線、Bezier曲線、
円弧等の図形要素を識別し、各図形要素に応じて画素集
合発生範囲の長さ、或は長さに相当する近似折れ線の長
さを検出し、取得された長さの値により画素集合発生範
囲を分割するかしないかの判定を行い、処理の分岐を行
うものである。まず、上記で説明した図形情報を読み込
み（４１）、図形要素の実データ列の先頭に付いている
識別子を認識する。この値が”０ｘ１０”であれば直線
と判断し、”０ｘ２０”または”０ｘ３０”であればそ
れぞれBezier曲線、円弧であると判別する（４２）。判
別された図形要素に対して、それぞれ定められた方法に
より画素集合の長さを検出する（４３）（４４）（４
５）。後述する方法で検出した画素集合のおよその長さ
により画素集合発生範囲を分割するかしないかを判定す
る（４６）。判定は図形要素ごとに長さの値の検出時に
行うが、本実施例では全図形要素に共通する基準として
取得された長さの値が１００以上であった場合に分割を
実行する。この基準値は出力装置の解像度により最適値
を用いればよい。分割すると判定された場合、画素発生
範囲分割処理を実行する（４７）。他方、分割の必要が
ない場合は従来のアルゴリズムを用いて画素集合発生処
理を実行する（４８）。

【００１８】上記の直線、Bezier曲線、円弧の画素集合
の長さの検出方法及び判定方法を述べる。まず、図形要
素が直線の場合（４３）、図３（ａ）中の２点Ｐ０、Ｐ
１間の長さにより分割の有無を判定する。手順としては
直線のｘ座標の変位量を検出して基準値と比較すること
により分割の有無を判定し、この値が基準値より小さい
場合はｙ座標の変位量を用いて評価の対象とする。さら
にそれでも基準値より小さかった場合には、２点Ｐ０、
Ｐ１間の長さを評価の対象とする。直接、直線の長さを
用いて評価を行わないのは無駄な計算量を省くためであ
る。上記手順を図５の流れ図を用いて説明する。まず、
２点の各ｘ成分ｘ０、ｘ１に対して変位量｜ｘ１−ｘ０
｜を算出する（５１）（｜ｘ１−ｘ０｜はｘ１−ｘ０の
絶対値を意味する）。この結果得られたΔｘが１００以
上であれば、ｙ成分の変位量に関係なく２点間の長さは
１００以上であることは明らなため分割有りの判定をす
る（５５）。一方、Δｘが１００より小さい値の場合、
今度は２点の各ｙ成分ｙ１、ｙ０に対して変位量｜ｙ１
−ｙ０｜を算出する（５２）。この結果得られた値Δｙ
が１００以上であれば分割有りの判定をするが、そうで
ない場合は｜ｘ１−ｘ０｜²＋｜ｙ１−ｙ０｜²を算出
し、１００００以上であるか評価する（５３）。通常、
上記の２点間の長さと基準値１００を用いて評価する
が、計算量の増加を招くため｜ｘ１−ｘ０｜²＋｜ｙ１
−ｙ０｜²の２乗の和を用いて比較評価を行う。この値
が１００００以上である場合は分割有りの判定をし（５
５）、”ー１”の値を返すが、そうでない場合は分割無
しの判定をし（５４）、｜ｘ１−ｘ０｜²＋｜ｙ１−ｙ
０｜²の値を返す。

【００１９】次に、Bezier曲線の長さの検出方法（図４
の（４４）の操作分岐）について、図６の流れ図に従い
説明する。図３（ｂ）に示されている与えられた４点Ｐ
０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３から得られる直線Ｐ０Ｐ１、直線
Ｐ１Ｐ２、直線Ｐ２Ｐ３の長さの総和を注目する曲線の
長さを近似する折れ線の長さであると定め、分割の有無
の判定に用いる。上記の折れ線は３つの線分から構成さ
れているため、直接線分の総和の長さをもって評価の対
象とするのではなく、まず１つ１つの線分について前記
の直線の分割・判定方法を用いて分割の有無を調査す
る。次に各線分が分割されないとわかった場合は順に線
分の長さの和を求め、評価していく。前記で述べた直線
の長さの評価方法を用いて直線Ｐ０Ｐ１について分割の
有無を判定する（６１）。ここで分割無しの判定を得た
場合は、次に直線Ｐ１Ｐ２に対して同様の評価を行なう
（６２）。ここでも分割無しの判定がされた場合はさら
に直線Ｐ２Ｐ３に関して同様の評価を行なう（６３）。
結局、曲線近似の折れ線を構成する各直線Ｐ０Ｐ１、Ｐ
１Ｐ２、Ｐ２Ｐ３において、すべて分割有りの判定がさ
れた場合は当然注目している曲線に対して分割有りの判
定をするが、一方で分割無しの判定がされた場合は直線
Ｐ０Ｐ１の長さと、直線Ｐ１Ｐ２の長さを算出し、加算
した長さについて評価を行う（６４）。直線の長さの算
出は直線の長さの評価時に返される｜ｘ１−ｘ０｜²＋
｜ｙ１−ｙ０｜²の値を利用し、この値の平方根の正の
値を直線の長さとする。両方の直線の長さの和が基準値
１００以上の場合は分割有りと判定し、そうでない場合
は上記の２直線の長さの和にさらに直線Ｐ２Ｐ３の長さ
を加えた値を取得し、評価する（６５）。この値が１０
０以上の場合は、分割有りと判定するが（６７）、それ
以外の場合は分割無しと判定する（６８）。以上の方法
によりBezier曲線の長さを検出し、分割の有無の判定を
実行する。

【００２０】次に、図形要素が円弧の場合（図４の（４
５）の操作分岐）について図７の流れ図を用いて説明す
る。図３（ｃ）に示されている２点Ｐ０、Ｐ１の円弧の
長さを分割の有無の判定に使用する。円弧の長さは円の
直径と円周率πを用いた一般的な公式により求まる円周
の長さと、円弧のなす扇形の中心角の円に対する比率に
より算出する。その手順を以下に説明する。円弧の場
合、表１に示した与えられる図形情報の中から、半径ｒ
の値と、始点Ｐ０、終点Ｐ１でのそれぞれの中心角ａｎ
ｇ１、ａｎｇ２の値を用いる。まず、円弧からなる扇形
の中心角θを｜ａｎｇ２−ａｎｇ１｜として算出する
（７１）。次に、角度θである円弧の長さは（２×半径
ｒ×π×θ／３６０）に等しいという公式を用いて円弧
の長さを算出し、基準値１００を比較して分割の有無の
判定を行う。しかし、本実施例では計算量の軽減のため
両項にあらかじめ（３６０／π／２）を乗算した値を用
いて比較する（７２）。半径ｒ×θの値が基準値”５７
３２”以上であるか判定し（７３）、以上であった場合
は注目している円弧の分割有りとする（７５）。他方、
基準より小さい値であった場合は分割無しと判定する
（７４）。

【００２１】次に、画素集合発生範囲分割処理について
説明する。この処理も各図形要素により分割手続きは異
なるが、共通して２分割することにする。基本的な構成
は図１１に示すように図形情報中の必要な値９１の入力
部９２と、それらの値を用いて実際の分割座標等を算出
する処理を実行する分割処理部９３、分割処理の実行に
より取得された情報からさらに次の分割処理に必要とな
る図形情報９５、９６を出力する処理を行う出力部９４
から構成される。それぞれの図形要素に対する分割方法
について以下に述べる。

【００２２】図８の直線８１について、分割処理を行う
ことを例に挙げて図形要素が直線の場合の説明を行な
う。直線８１は２点Ｐ０、Ｐ１の各ｘ、ｙ座標成分（ｘ
０、ｙ０）、（ｘ１、ｙ１）を処理の入力値としても
つ。入力値を用いて直線８１の２分割点Ｐ２の座標成分
（ｘ２、ｙ２）を求めると次のようになる。

【００２３】ｘ２＝（ｘ０＋ｘ１）／２ｙ２＝（ｙ０＋ｙ１）／２その結果、点Ｐ２は直線８２の終点、及び直線８３の始
点として出力される。分割後の２組の直線８２と８３は
共に図形情報としてそれぞれ始点座標（ｘ０、ｙ０）
（ｘ２、ｙ２）、終点座標（ｘ２、ｙ２）（ｘ１、ｙ
１）が出力され、両方の直線に対して直線８１に対する
処理と同様の処理が行われるが、図形情報の欠如を招く
ことはない。

【００２４】図９を用いてBezier曲線の分割方法を説明
する。図中、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の４点が図形情報
として入力される。Bezier曲線を形成する曲線の点は、
前記の多項式（ア）のパラメータｔの値を変化させてい
くことにより得られるが、この方式は画素集合発生範囲
を分割して処理を実行する本発明には適当でないため、
次の方法をとる。まず、３つの直線Ｐ０Ｐ１、Ｐ１Ｐ
２、Ｐ２Ｐ３の各々の中点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６をそれぞれ
求める。次にそれらの点からなる２つの直線Ｐ４Ｐ５、
Ｐ５Ｐ６の各々の中点Ｐ７、Ｐ８を求める。次に直線Ｐ
７Ｐ８の中点Ｐ９を求める。以上の処理から得られる点
Ｐ９は、式の上で次のようにまとめることができる。

【００２５】Ｐ９＝Ｐ７＋Ｐ８＝（Ｐ４＋Ｐ５）／２＋（Ｐ５＋Ｐ６）／２＝｛（Ｐ０＋Ｐ１）／２＋（Ｐ１＋Ｐ２）／２｝／２＋｛（Ｐ１＋Ｐ２）／２＋（Ｐ２＋Ｐ３）／２｝／２＝（Ｐ０＋３Ｐ１＋３Ｐ２＋Ｐ３）／８この点Ｐ９がBezier曲線上の点であることは、式（ア）
においてｔ＝１／２とした時に得られる結果が下記のよ
うになることから明かである。

【００２６】Ｂ（１／２）＝（１−１／２）³Ｐ０＋３ｔ（１−１／２）²Ｐ１＋３（１／２）²（１−１／２）Ｐ２＋（１／２）³Ｐ３＝（Ｐ０＋３Ｐ１＋３Ｐ２＋Ｐ３）／８次に点Ｐ９を分割点として曲線８４を２分割する。分割
後の曲線８５は点Ｐ０を始点、点Ｐ９を終点とし、点Ｐ
４と点Ｐ７を制御点とする曲線であり、曲線８６は点Ｐ
９を始点、点Ｐ３を終点とし、点Ｐ８と点Ｐ６を制御点
とする曲線である。これらの曲線がBezier曲線であるこ
とは周知のため、分割後の２曲線８５と８６も曲線８４
と同様の図形情報を得られることは明らかである。

【００２７】次に、図１０の８７を用いて円弧の分割処
理を説明する。円弧のなす扇形の中心角の分割比と、そ
の分割された中心角をもつ円弧の分割比は等しいという
関係から注目する円弧がなす扇形の中心角を分割するこ
とで、円弧の画素発生範囲を分割する方法をとる。分割
処理の入力値として円弧Ｐ０Ｐ１の図形情報の内、始点
までの中心角ａｎｇ１と、終点までの中心角ａｎｇ２を
設定する。θ＝｜ａｎｇ１−ａｎｇ２｜は円弧Ｐ０Ｐ１
のなす角度であり、この角度を２等分することを用いて
円弧の分割を行う。従って、分割後の片側の円弧８８の
場合は始点までの中心角＝ａｎｇ１＋θ／２終点までの中心角＝ａｎｇ２となり、もう一方の円弧８９の場合は始点までの中心角＝ａｎｇ１終点までの中心角＝ａｎｇ２−θ／２となって出力される。

【００２８】以上で、画素集合発生範囲の分割処理は完
了する。分割処理は実行される度に分割後の図形情報を
待ち、行列に出力する。

【００２９】上記の一連の手順を直線に関して疑似的な
プログラミング言語を使用して記述すると、図１２のよ
うになる。手続きplotは、引数として点Ａ、Ｂの２つの
座標を受け取り、その座標を結ぶ線分ＡＢを発生する手
続きである。変数型ｐｏｉｎｔはｘ、ｙ座標を格納する
構造体として定義する。条件文（１０１）で線分ＡＢの
長さが基準値１００より小さいかを判断する。もし小さ
いと判断された場合は引数で与えられている図形情報を
用いて直線の画素集合発生手続きを実行する（１０
２）。一方、長さが基準値以上であった場合は線分ＡＢ
の中点Ｍを求め（１０３）、この点を直線の分割点とす
る。ｃｏｂｅｇｉｎ（１０３）とｃｏｅｎｄ（１０７）
間の処理は並列処理するものとし、新たに分割点Ｍを引
数として用いて自分自身の手続きを再帰的に呼び出して
いる（１０５）（１０６）。

【００３０】この手続きにＡ＝（１００、３５）、Ｂ＝
（５１２、３５６）の座標値を与えて実行してみると、
処理系の内部では分割終了の条件に達するまで再帰的に
上記手続きを呼びだすため、図１３に示すように２ｎ個
（ｎは自然数）のプロセスを並列的に作成することにな
る。従って、記述に並列性をもたせてプログラムするこ
とにより、従来の単一処理を並列処理にする事が可能と
なる。Bezier曲線や円弧に対しては与えられる図形情報
が異なるため手続きに渡される引数、画素集合発生範囲
の分割方法が異なるが、基本的には直線の画素集合発生
手続きと同様である。待ち行列８に蓄積された分割後の
各図形に対する処理要求は、オペレーティングシステム
１０のスケジューラ９により使用可能なプロセッサに割
り当てられる。使用可能なプロセッサは上述した画素集
合発生処理のプロセスを起動できるようなプロセッサを
検出し、できるだけ多くのプロセッサに処理を割り当て
る。この時、プロセス間通信によりプロセッサの負荷を
検出し、負荷の少ないプロセッサに優先的に処理をスケ
ジュールすることで処理の待ち時間を軽減する。プロセ
ッサの負荷はオペレーティングシステムのスケジューラ
に対する要求の待ち行列の長さを検出することで判断で
きる。処理の分割が終了した時点で、各プロセッサによ
って画素集合発生手段７が実行される。この処理は従来
から一般的に行われている次の方式を使用する。直線に
対してはBresenhamのアルゴリズムを用いて実画素発生
を行う（J.E.Bresenham,"Algorithm for Computer Cont
rol ofa Digital Plotter," IBM SystemJournal,Vol.4,
No.1,1965 参照）。Bezier曲線や円弧等の曲線に対し
ては、補間点列を発生させ、折れ線近似により実画素を
発生させる。発生された実画素データはイメージメモリ
に蓄積される。該イメージメモリとして複数のプロセッ
サの共有メモリを使用するか、各プロセッサごとのメモ
リを使用し、後で合成処理を実行するかは処理系が高速
処理を実現できる方を選択し、採用する。イメージメモ
リへの実画素データの書き込み以降の出力の処理は各出
力装置に対する従来の方法を実行する。

【００３１】［実施例２］本発明の画素集合発生処理プ
ログラムが、なんらかの通信手段を介して接続されてい
るコンピュータ上のプロセッサにより実行される場合に
ついて、図１４に基づき説明する（他の情報機器との間
の通信手段及び該通信手段を実現するハードウェアを以
後「ネットワーク」と呼称する）。ネットワークは、ハ
ードウェアに依存した物理的なアドレスと、上層のプロ
グラムから参照される論理的なアドレス管理機構をも
つ。これらのアドレスはネットワーク上の特定のコンピ
ュータへのパケット転送に用いられるが、多くのネット
ワークプロトコルより抽象化の進んだ上層の処理手順を
もっている。本発明の実施例においては、これらの上層
の処理ルーチン群がオペレーティングシステムによって
供給されているものとして説明を行う。この様な管理機
構によりプログラムはコンピュータを名前と論理アドレ
スにより検出可能であり、さらに通信相手のプロセスと
は通信ソケットもしくは類似の機構を用いたパケットの
送信／受信が可能である。

【００３２】図中コンピュータ１２１ａは、コンピュー
タ１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄとネットワーク１２２
によって接続されている。ここで、コンピュータ１２１
ａで図形の出力要求が発生したとすると、アプリケーシ
ョンにより出力された図形情報データを中間コードに変
換した後の図形情報１をプログラム１２３は受けとり、
処理を実行する。プログラム１２３は、図１の手段２、
３、４を実行するプログラムである。つまり、図形情報
を受け取り、識別子により各図形要素を判別し、それぞ
れに定められた方法により、画素集合発生範囲の長さに
応じて範囲の分割処理を実行するものである。上記処理
を実行中、注目している図形要素のデータに対して分割
が行われないと判定された場合は、該図形要素データを
図形集合発生手段７に引き渡す。図形集合発生手段７は
従来の方法で直線、曲線の折れ線近似等を行い、実画素
集合を発生させる。また、図形要素データに対して分割
すると判定された場合、プログラム１２３は図形情報送
信ソケット１２７を介してネットワークに出力され、コ
ンピュータ１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄに転送される
（プログラム１２３）。受信側では図形情報受信ソケッ
ト１２６を介して図形情報を受け取る。受信した図形情
報データを基に各コンピュータ上のプログラム１２３は
画素集合分割処理を実行し、分割有りと判定された場合
は再度図形情報送信ソケット１２７を介して他のコンピ
ュータに処理を分散させる。一方、分割が行われない場
合は、画素集合発生手段７により実画素集合を発生させ
る。実画素データを発生させたコンピュータが図形出力
要求を発したコンピュータ１２１ａ以外である場合、画
素データ送信ソケット１２９を介して出力要求を発して
いるコンピュータ１２１ａに実画素データを転送する。
コンピュータ１２１ａでは複数のコンピュータからの実
画素データを画素データ受信ソケット１２８を用いて受
信し、イメージメモリ領域１２５に蓄積する。コンピュ
ータ１２１ａ上で直接画素集合発生された実画素集合と
上記の転送された実画素集合は、画素合成処理装置１２
４により合成され、この結果得られた画素集合データを
プリントエンジンコントローラあるいはグラフィックデ
ィスプレイコントローラに転送することにより出力を得
る。

【００３３】［実施例３］実施例１、２では、画素集合
発生範囲分割判定手段の分割の有無の判定基準を画素集
合発生範囲の長さを用いてあらかじめ定められた基準値
と比較し、評価しているが本実施例では、上記判定基準
に付加するものとして画素集合発生処理に使用可能なプ
ロセッサの数による判定基準を設ける。

【００３４】図１５は本実施例３の構成図である。実施
例１の構成にプロセッサ数検出手段１３が追加されてい
る。本実施例では該プロセッサ数検出手段により取得さ
れたプロセッサ数を用いて分割の有無を判定するもので
ある。その場合、画素集合を発生させる範囲の長さより
もプロセッサ数を判定の基準値として優先させる。つま
り、たとえ画素集合発生範囲が長さの基準値より大きか
った場合でも、分割数がプロセッサ数以上になった時点
で分割処理を終了させる。従って、本実施例の場合、複
数のプロセッサ間で授受される図形情報のデータには図
１７に示すように２バイトの分割数を評価する値２５を
含む。分割数を判定する値は各プロセッサが図形情報を
受け取った時点での分割数とする。つまり、まだ分割さ
れていない図形情報には値”１”が渡され、１回分割さ
れた図形情報には値”２”が渡され、さらにもう１回分
割された図形情報には値”４”が含まれる。本実施例に
おいて、図形情報に含めて渡される分割評価値は整数２
のベキ乗をとるため、分割を終了した時点で実際のプロ
セッサ数より画素集合発生範囲の分割数が大きくなる可
能性が充分ある。しかし、各プロセッサの処理の所要時
間は長短様々であり一様で有るとは限らない。そのた
め、各プロセッサに均等な数だけ処理を分担する必要は
なく処理の負荷の少ないプロセッサに分割時にプロセッ
サ数より多くなった分の処理を順次分担させるようにな
っている。この方法により、余ったプロセスの処理は吸
収され問題にならなくなる。

【００３５】本実施例のプロセッサ数検出手段の動作を
説明する。プロセッサ検出手段１３は、図形出力要求が
オペレーティングシステムの機能を利用して本発明を実
行するプロセスに伝えられると、ネットワークに接続さ
れているコンピュータ又はその他の情報機器の内部のプ
ロセッサ、あるいは自分自身の内部のプロセッサをでき
るだけ多く利用して処理を実行する。そのため、本プロ
セスは要求がでると同時になんらかの手段で接続されて
いるプロセッサに対してプロセス生成が可能かどうかの
確認を実行する。この時に使用可能であるプロセッサ数
をカウントし、分割判定手段に必要なプロセッサ数を獲
得する。上記手順を図１６の流れ図を用いて説明する。
プロセッサ数のカウントを”１”に初期化する（１４
１）。接続されているプロセッサにメッセージを送り、
図形出力処理における画素集合発生処理のプロセスを生
成できるか確認する（１４２）。メッセージを受け取っ
たプロセッサはメモリの使用状況を調べ、新たなプロセ
スの生成が可能であるか判断し、メッセージを返す。こ
のメッセージによりプロセス生成可能であるか判定を行
う（１４３）。判定の結果、プロセス生成可能であった
場合、プロセス起動のメッセージを該プロセスに送信し
起動する。同時にプロセッサ数のカウントを１増やす
（１４４）。他方、プロセス生成不可能であった場合
は、接続されている全てのプロセッサに対して確認をし
たかどうか判定し（１４５）、確認していないプロセッ
サがある場合は、上記の一連の処理を繰り返し実行す
る。全てのプロセッサに対して確認が終了すると、使用
可能と判断されたプロセッサの数を返す。

【００３６】次に、本実施例における分割判定手段３の
動作の説明を行う。該分割判定手段が実施例１、２のも
のと異なるところは、分割有無の判定の基準にプロセッ
サ数を用いることである。これは使用可能なプロセッサ
数が少ない場合、必ずしも分割粒度が小さいことが並列
実行による処理速度の向上を招くとは限らないからであ
る。従って、処理対象となる画素集合発生範囲の分割基
準にプロセッサの数による制約を設け、プロセッサ数以
上に分割数がなった場合はたとえ画素集合発生範囲が長
さの基準値より大きかったとしても、分割を終了し、必
要以上の分割を避けるようにする。この手順を図１８の
流れ図に従って説明する。まず、上記に示したプロセッ
サ数検出手段１３から現在使用可能なプロセッサ数を取
得する（１６１）。さらに、与えられた図形情報からデ
ータ列に含まれている分割評価値を取得する（１６
２）。分割評価値は元の分割処理を実行していない図形
要素に対しての現時点での分割数を意味するものであ
る。この結果得られた分割評価値とプロセッサ数の両方
の値を比較する（１６３）。もし、分割評価値がプロセ
ッサ数以上であった場合、分割無しの判定をする（１６
８）。一方、分割評価値が、プロセッサ数より小さかっ
た場合は分割するかしないかは、実施例１、２と同様に
画素集合発生範囲の長さで判断する。これにより画素集
合発生範囲検出手段２を実行し、画素集合発生範囲の長
さを得る（１６４）。この長さが基準値”１００”以上
であるかどうかを判定し（１６５）、値”１００”より
小さい場合は分割無しの判定をする。他方、基準値以上
であった場合は図形情報に含まれる分割評価値を２倍に
し、データを書き換える処理を行う（１６６）。この処
理は画素集合発生範囲分割手段の中で分割と同時に図形
情報の分割評価値を書き換える処理を事前に行っている
だけである。その後、分割有りの判定を下し（１６
７）、分割判定手段の処理を終了する。分割有りと判定
された図形情報は画素集合発生範囲分割手段４の実行に
移る。また、分割無しと判定された図形情報は、そのま
ま画素集合発生手段７に送られ、実画素発生処理を実行
される。以降の処理は実施例１、２と同様である。

【００３７】［実施例４］前記の実施例３では、画素集
合発生範囲の分割判定基準において２のベキ乗の分割方
法を実行する結果、分割数が使用可能なプロセッサ数よ
り多くなってしまう事態も認めているが、本実施例では
分割数が使用可能なプロセッサ数と一致することを規定
する。図１９は本実施例の構成図である。図中の構成に
おいて、実施例１と異なるところは実施例３に付加され
たプロセッサ数検出手段１３と、新たに分割数記憶領域
１４が追加されているところである。プロセッサ数検出
手段１３は前記の実施例３と同様の処理手順で実行さ
れ、使用可能なプロセッサ数を返すものである。本実施
例では画素集合発生範囲の総分割数を実施例３のように
図形情報に含ませて各プロセッサに引き渡すのではな
く、分割数記憶領域１４に示す共有領域を設定すること
により、この領域に書き込まれる総分割数の値を分割を
行うごとに随時書き換えることによって現時点での画素
集合発生範囲の総分割数を認識できるようにしている。
分割数を認識して分割の有無を判定する処理は分割判定
手段３が行う。分割判定手段３はプロセッサ検出手段か
ら取得された使用可能なプロセッサ数と上記の分割数記
憶領域１４に書き込まれている分割数とを比較し、プロ
セッサ数が分割数より大きかったならば分割処理を行う
か判定するための次の処理を実行するが、もし分割数が
プロセッサ数に等しくなった場合は分割しないよう判定
する。動作の流れを図２０に従い説明する。まず、プロ
セッサ数検出手段１３から使用可能なプロセッサ数を取
得する（１８１）。次に分割数記憶領域１４に記録され
ている値を取得する（１８２）。この値は現時点での画
素集合発生範囲の総分割数を意味する。従って、上記で
取得したプロセッサ数と分割数の比較を行い（１８
３）、両者の値が等しかったときは分割を行わず終了す
る。一方、分割数がプロセッサ数より小さかった場合、
分割を実行してもよいという判断のもとに次の画素集合
発生範囲の長さによる判定を実行する。実施例３で述べ
た手順と同様に画素集合発生範囲検出手段から長さを検
出し（１８４）、基準値”１００”と比較を行う（１８
５）。その結果、検出された長さが基準値より大きかっ
た場合は分割有りの判定を行い（１８７）、逆に基準値
より小さかった場合は、分割無しの判定を行う（１８
９）。この時、分割有りの判定をしたときは分割数記憶
領域の分割数を１増やす処理を行い（１８６）、他方の
分割無しの判定の場合は分割数を変えることなく記憶領
域を解放する（１８８）。つまり、注目しているプロセ
スが分割数記憶領域１４に値を読みにいった時点でこの
領域へのアクセスは該プロセスに限るものとし、排他制
御により他のプロセスによる該分割数の書き換えは処理
（１８６）あるいは処理（１８８）が終了するまで認め
ない。

【００３８】本実施例の排他制御は、テストと値の書き
換えを一連の操作において実行できる特権化されたメモ
リＳを用いたセマフォにより行なった。セマフォへの操
作は特殊な２つの組となる処理で行われる。一つは、ウ
エイト処理、もう一つはシグナル処理である。ウエイト
処理はＳ＞０であればＳ：＝Ｓ−１を実行し、そうでな
ければウエイトを呼び出した処理を（一時停止）サスペ
ンドする。シグナル処理は先にサスペンドされていた処
理が待ち行列にあったときはその処理を再起動する。そ
うでないときはＳ：＝Ｓ＋１を実行する。

【００３９】実施例３、４で示したように使用可能なプ
ロセッサを全て使って画素集合発生処理を実行する場合
もあるが、時として全てのプロセッサを使わないで行い
たい場合もある。この場合は、実施例４の構成において
比較するプロセッサ数の値を操作する手段を設け、プロ
セッサ数を小さくするることで対応できる。

【００４０】

【発明の効果】以上の実施例によって示されるように、
本発明はアプリケーションが出力した図形描画のための
図形情報を取得して分割し、複数の情報機器に分散して
画素の発生をさせる手段が重要となるため、その手段を
実現するソフトウェアを搭載するハードウェアには依存
しない。

【００４１】また、いかなる情報機器にせよ何らかの双
方向通信手段によって接続された機器間では既に述べた
実施例の幾つかに示される手段によって本発明の図形出
力処理における画素集合発生処理を実施可能である。こ
れは汎用のプログラム言語の翻訳を分散処理する場合と
異なり、直線や曲線の実画素集合発生処理は画素集合発
生範囲を分割し、独立して別の場所で実画素を発生させ
た後、重ね合わせても相互に影響が生じないためであ
る。

【００４２】また、本発明では図形出力処理において与
えられる図形情報から画素集合発生範囲の長さを検出
し、その値と基準値とを比較することにより分割の有無
の判定を行うため、発生させる直線や曲線の描画位置に
関係なく、並列処理を実行するための分割処理を実行す
ることができる。

【００４３】さらに、従来の画素集合発生処理では分割
しにくかった曲線に対しても直線と同様の手順で再帰的
に効率よく分割可能である。従って、各図形要素に対し
て一様に多重度を上げることができ、プロセッサの負荷
の片よりを回避でき、並列処理機能を有効に利用できる
ため、高速処理が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の処理系の構成図。

【図２】実施例１の図形情報の構成図。

【図３】直線、Bezier曲線、円弧の図形情報の説明図。

【図４】実施例１における画素集合発生範囲検出手段及
び分割判定手段の流れ図。

【図５】直線の画素集合発生範囲分割判定手段の流れ
図。

【図６】Bezier曲線を近似する線分による画素集合発生
範囲分割判定手段の流れ図。

【図７】円弧の画素集合発生範囲分割判定手段の流れ
図。

【図８】直線の画素集合発生範囲分割手段の説明図。

【図９】Bezier曲線の画素集合発生範囲分割手段の説明
図。

【図１０】円弧の画素集合発生範囲分割手段の説明図。

【図１１】画素集合発生範囲分割手段の基本構成図。

【図１２】本発明の疑似プログラムによる説明図。

【図１３】疑似プログラム実行結果の説明図。

【図１４】実施例２の処理系の構成図。

【図１５】実施例３の処理系の構成図。

【図１６】プロセッサ数検出手段の流れ図。

【図１７】実施例３の図形情報の構成図。

【図１８】実施例３の分割判定手段の流れ図。

【図１９】実施例４の処理系の構成図。

【図２０】実施例４の分割判定手段の流れ図。

【図２１】従来技術の説明図。

【図２２】従来技術の説明図。

【符号の説明】

１図形情報２画素集合発生範囲検出手段３分割判定手段４画素集合発生範囲分割手段５ＣＵＰ６プロセス７画素集合発生手段８プロセス待ち行列９スケジューラ１０オペレーティングシステム１１イメージメモリ１２出力装置１３プロセッサ数検出手段１４分割数記憶領域１２２ネットワーク１２４画素合成処理装置１２６図形情報受信ソケット１２７図形情報送信ソケット１２８画素データ受信ソケット１２９画素データ送信ソケット１２５イメージメモリ領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】始点と終点さらに図形発生に必要となる
座標を含む図形情報から、図形の形状を表す画素集合を
発生させる図形出力装置において、（ａ）直線に関して
は始点と終点の２点間の長さ、曲線に関しては目的とす
る曲線を近似する折れ線を形成する線分の長さの総和を
検出する画素集合発生範囲検出手段と、（ｂ）前記の手
段により検出された値とあらかじめ定めた値とを比較
し、その結果を受けて図形を２分割するかしないかを判
定する分割判定手段と、（ｃ）前記分割判定手段が分割
しないと判断した場合に、実画素を発生させる画素集合
発生手段と、（ｄ）前記分割判定手段が分割すると決定
した場合に、図形を２分割し、分割した各々の図形に関
して新たな始点、終点、図形発生に必要となる座標を含
む図形情報を決定する画素集合発生範囲分割手段と、
（ｅ）前記画素集合発生範囲分割手段によって分割され
た図形に関する情報を、２つのプロセッサに各々分担し
て与え、該各プロセッサでは与えられた図形情報を用い
て画素集合の発生を並列に実行する並列実行手段と、を
少なくとも有することを特徴とする図形出力装置。
【請求項２】前記図形出力装置の分割手段において総
分割数が所定値以上になる場合は画素集合の区間の長さ
にかかわらず、分割しないことを特徴とする請求項１記
載の図形出力装置。