JPH0570187B2 - - Google Patents

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JPH0570187B2
JPH0570187B2 JP57087946A JP8794682A JPH0570187B2 JP H0570187 B2 JPH0570187 B2 JP H0570187B2 JP 57087946 A JP57087946 A JP 57087946A JP 8794682 A JP8794682 A JP 8794682A JP H0570187 B2 JPH0570187 B2 JP H0570187B2
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JP57087946A
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Shigeo Tsujioka
Hideshi Okamura
Mitsuo Ooyama
Masaaki Ando
Seiichi Kanema
Mitsugi Yoneyama
Toshihisa Aoshima
Kyoshi Umezawa
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication of JPH0570187B2 publication Critical patent/JPH0570187B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/20Function-generator circuits, e.g. circle generators line or curve smoothing circuits

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、図形処理装置におけるベクトル発生
回路に関する。
図形処理装置におけるベクトル発生方式とし
て、Bresenhamの方式がよく知られている。こ
れについては文献Bresenham,J.E.:
“Algorithm for Computer Control of a
Digital Plotter,‘IBM Syst.J4(1):25−30,
1965に詳細に書かれており、簡単な説明をするに
留めることにする。
今、第2図に示すように、ベクトルの始点PS
終点PEが与えられた時、PSの次に表示すべき点
Pi,Pjの選択基準として、qn+qoを比較し、直線
に近い方を選べばよい。第2図のベクトルの例で
は、X方向の成分をΔX,Y方向の成分をΔYと
すると Y=ΔY/ΔX*X …(1) qn=ΔY/ΔX …(2) qo=1−ΔY/ΔX …(3) であるから、 ΔX*(qn−qo)=2*ΔY−ΔX …(4) となり、これを判別式の初期値R0とする。即ち
R0≧0のときPjをR0<0のときPiを選択する。
即ち、アドレスをX,Y両方向に+1すればPi
選択される。次にPi+1,Pj+1を選ぶ場合、前回Pj
を選んだ場合は ΔX*(qn+1−qo+1)=Rj+2*(ΔY−ΔX)
…(5) 前回Piを選んだ場合は ΔX*(qn+1−qo+1)=Ri+2*ΔY …(6) となる。即ち、前回どちらを選んだか、つまり前
の判別式の符号により判別式に対する正の増分値
2*(ΔX−ΔY)、負の増分値2*ΔYを加算し
ていけばよい。この例では、ΔX,ΔY,ΔX−
ΔYが全て正または零の場合を示したが、ΔX,
ΔY,ΔX−ΔYの符号の組合せにより判別式Rの
値は上述したものとは異なり、アドレスの決め方
も+1のみでなく−1の操作も必要となる。従来
の図形処理装置において、このBresenham方式
を用いてベクトルを発生しているものは数多く見
られるが、これらは各れもマイクロプログラムに
より実際のドツトを発生させているため、ベクト
ルを発生するために多くの時間を費すという欠点
があつた。
以下、従来のベクトル発生方法を図を用いて、
簡単に説明することにする。第1図に示した装置
は従来の図形処理装置を示したものであり、図中
101〜103はそれぞれ初期値R、正の増分値
P、負の増分値Nを記憶するレジスタ、108は
算術論理演算回路(ALU)、109はマイクロ命
令のアドレスを作成する回路、110はマイクロ
命令を貯蔵する制御記憶装置、111はマイクロ
命令デコード回路、112はベクトルのX軸方向
の終点アドレスXEを保持するレジスタ、113
はY軸方向の終点アドレスYEを保持するレジス
タ、114はX軸方向の書き込みアドレスXS
保持するカウンタ、115はY軸方向の書き込み
アドレスYSを保持するカウンタ、116は11
7はコンベア回路、118はアンド・ゲート、1
19は表示装置(図示せず)の各表示絵素に対す
る情報は各絵素位置に対応した記憶位置に記憶す
るリフレツシユ・メモリ、120はリフレツシユ
メモリへの書込き込みタイミング信号発生回路、
121はアンド・ゲート、122はリフレツシ
ユ・メモリへの書き込みデータ作成回路である。
このような従来の図形処理装置におけるベクトル
発生方法を簡単のため第2図に示したような点
(X0,Y0)から点(X3,Y2)に到るまでのベク
トルを発生させることを例にとり説明することに
する。Bresenhamのアルゴリズムに基づき、判
別値の初期値R、正の増分P、負の増分Nは次式
のように計算される。
R=2*ΔY−ΔX …(1) P=2*(ΔY−ΔX) …(2) N=2*ΔY …(3) ここで、ΔYはベクトルのY方向の成分(YE
YS)でありΔXはX方向の成分(XE−XS)であ
る。従つて第2図に示した例ではΔY=2,ΔX
=3でありR,P,Nは各々1,−2,4の値と
なる。以下、第1図のレジスタ101〜103に
R,P,Nがカウンタ114,115には始点
X0,Y0が、レジスタ112,113には終点
X3,Y2が設定されているものとして説明を行な
う。また、第3図は第1図中の制御記憶装置11
0に格納されているマイクロプログラムのうちベ
クトルを発生する部分だけを抜き出したものであ
り第3図のマイクロプログラムに従つて説明す
る。先ず、マイク命令301が制御記憶装置11
0から読み出されるとデコーダ111により、リ
フレツシユメモリ119への書き込みを指定する
制御線144が有効となる。制御線144は、タ
イミング信号発生回路120の出力タイミング信
号135とアンドゲート121でゲートされリフ
レツシユメモリ119へのライトパルス133を
生ずる。この時、リフレツシユ・メモリ119に
はカウンタ114と115の出力がアドレスとし
て供給されており、今の場合合第2図で示した
(X0,Y0)の位置ドツトが発生することになる。
リフレツシユ・メモリ119へ書くべきデータ
は、データ発生回路122の出力信号136で決
定される。このデータは、リフレツシユ・メモリ
119が各色に対応した複数プレーンからなる時
は各色に対応したビツトからなる複数ビツトのデ
ータとなり得るが、本例では簡単化のために色は
無視してリフレツシユメモリ119は輝度のみを
記憶する1プレーンからなると考える。このとき
データ線136は常に論理“1”を示しているも
のとする。次にマイクロ命令302が制御記憶装
置110から読み出されると、マイクロ命令アド
レス生成回路109は条件信号134が無効の場
合はマイクロ命令303のアドレスを発生し、信
号134が有効の場合はマイクロ命令308のア
ドレスを発生する。条件信号134は信号線13
7と138のアンド信号であり比較回路116は
レジスタ112と114の内容が一致したときに
信号134を有効とし、比較回路117はレジス
タ113と115の内容が一致したときに信号1
38を有効とする。即ち本例で条件信号134が
有効となるのはアドレスが(X3,Y2)に達した
ときである。したがつて点(X0,Y0)を発生す
る時点ではマイクロ命令アドレス生成回路109
は次のマイクロ命令のアドレスとしてマイクロ命
令303のアドレスを出力する。マイクロ命令3
03が読み出されるとデコーダ111により制御
線140を有効とする。制御線140はカウンタ
114をカウントアツプする。次にマイクロ命令
304が読み出され、マイクロ命令アドレス生成
回路109は条件信号139が有効の場合は次に
読み出すべきマイクロ命令のアドレスとしてマイ
クロ命令305のアドレスを、条件信号139が
無効の場合にはマイクロ命令307のアドレスを
出力する。条件信号139はレジスタ101の値
が正の場合ALU108により有効となる信号で
あり、今の場合Rの値は1であるために次にマイ
クロ命令305を読み出す。マイクロ命令305
はカウンタ115をカウントアツプする制御線1
42を有効にする。次にマイクロ命令306が読
み出されると、レジスタ101とレジスタ102
の値ををALU108にて加算し、結果をバス1
30を介してレジスタ101に格納するような制
御信号を発生する。これらの制御信号は通常のマ
イクロプログラム制御方式による制御信号と同様
であり第1図から省略してある。マイクロ命令3
07は条件信号139が無効であつたときに実行
されるマイクロ命令でレジスタ101とレジスタ
102の値を加算してレジスタ101に格納する
マイクロ命令である。マイクロ命令306または
307の実行後、アドレス生成回路109は30
1のマイクロ命令を読み出すように制御される。
以上のマイクロ命令を条件信号134が有効とな
るまで実行することにより第2図で示した(X0
Y0),(X1,Y1),(X2,Y1),(X3,Y2)にドツ
トが発生され、ベクトルが発生することになる。
以上、説明してきたような従来の図形処理装置
を用いたベクトル発生では、1ドツトを発生させ
るのに5〜6マイクロ命令を要するため、高速に
ベクトルを発生できないという欠点があつた。
本発明の目的は、以上述べたような欠点を解決
し高速にベクトルを発生可能な図形処理装置を提
供することにある。
上記目的のため、本発明では判別式の値R、正
の増分P、負の増分Nを記憶するレジスタと
ΔX,ΔY,ΔXとΔYの大小関係を記憶するフリ
ツプフロツプを設け、これらフリツプ・フロツプ
の値によりリフレツシユ・メモリのアドレスカウ
ンタをカウント・アツプ或いはダウンし、更に判
別式の値Rを更新するための制御回路をもたせる
ことにより高速にベクトルを発生することを可能
とした。更に、上記各レジスタ、フリツプフロツ
プ類を2段構成とすることにより、ベクトルを発
生している間にも、次のベクトル発生のためのデ
ータを前もつて準備することを可能とした。
以下、本発明の実施例を、第4図,第5図,第
6図,第7図を用いて説明する。第4図は、本発
明による図形処理装置を示したもので、第4図に
おいて、第1図と同じ番号のものは同じものを示
す。500が本発明によるベクトル発生回路であ
る。また、414,415は発生すべきベクトル
の始点座標XS,YSがそれぞれセツトされるカウ
ンタで、412,413はこのベクトルの終点座
標XE,YEがそれぞれセツトされるレジスタであ
る。第5図に、ベクトル発生回路500の詳細を
示した。501,531は正の増分Pを記憶する
レジスタ、502,532は負の増分Nを記憶す
るレジスタ、503はマルチプレクサ、504は
加算器、505はマルチプレクサ、506,53
6は判別式Rの値を保持するレジスタ、507は
インバータ、508はΔXの符号を記憶するフリ
ツプ・フロツプ、509はΔYの符号を記憶する
フリツプ・フロツプ、510はΔX−ΔYの符号
を記憶するフリツプ・フロツプ、511〜513
は各々508〜510の内容を保持するフリツプ
フロツプ、514,515はオア・ゲート、51
6〜519はナンド・ゲート、520はベクトル
発生回路の実行中を示すフリツプ・フロツプであ
る。本発明による実施例を説明するために、第2
図を再度用いて(X0,Y0)から(X3,Y2)に到
るまでのベクトルを発生する場合について説明す
る。レジスタ101〜103内の判別式の値R、
正の増分P、負の増分Nはそれぞれレジスタ50
6,501,502にあらかじめ設定されている
ものとする。またカウンタ414,415には始
点X0,Y0が、レジスタ412,413には終点
X3,Y2が設定されている。また、フリツプ・フ
ロツプ508にはΔXの符号、フリツプ・フロツ
プ506にはΔYの符号、フリツプ・フロツプ5
10にはΔX−ΔYの符号が設定されている。0
が正符号、1が負符号であり、今の場合、ΔX,
ΔY,ΔX−ΔYはそれぞれ3,2,1である。し
たがつて、今の場合フリツプ・フロツプ508,
509,510は全て論理“0”に設定されてい
る。また、第6図は第4図中の記憶装置110に
格納されるマイクロプログラムのうち、ベクトル
を発生する部分だけを抜き出したものであり、こ
の図に従つて説明する。先ず、第6図中、マイク
ロ命令601が制御記憶110から読み出される
と、デコーダ111により制御線401を有効と
する。制御線401の信号に応答して第7図にも
示したようにフリツプ・フロツプ520はセツト
状態になるとともにフリツプ・フロツプ511〜
513はそれぞれフリツプ・フロツプ508〜5
10の値をセツトする。さらに、レジスタ53
1,532は信号401に応答して、レジスタ5
01,502の出力をそれぞれ記憶する。さらに
レジスタ536は信号401に応答してマルチプ
レクサ505の出力をセツトする。マルチプレク
サ505は信号402が0か1かによりレジスタ
506又は線524を選択するように構成されて
いる。信号401の立上がり時には信号402は
まだ0であるので、このときにはマルチプレクサ
505はレジスタ506を選択している。したが
つて、レジスタ536は信号401に応答してレ
ジスタ506内の値Rをセツトすることになる。
即ち、今の場合フリツプ・フロツプ511〜51
3の値は論理“0”となり、レジスタ112,1
13,114,115にはX3,Y2,X0,Y0の値
がセツトされ、レジスタ531,532,536
には−2,4,1の値がセツトされる。フリツ
プ・フロツプ520がセツトされると信号線40
2が有効となる。信号線402は、タイミング信
号発生回路120の出力タイミング信号135と
アンド・ゲート121でゲートされリフレツシユ
メモリ119へのライト信号133に印加される
タイミングパルスT1を生ずる。この時、リフレ
ツシユメモリ119にはカウンタ114と115
出力がアドレスとして供給されており、今の場
合、このアドレスはX0,Y0であり、第7図中T
1のタイミングでリフレツシユメモリ119のこ
のアドレス位置に“1”が書き込まれる。マルチ
プレクサ503は、制御線527が論理“0”の
場合には、線521を選択し、論理“1”の場合
には、線522を選択して線523に接続するも
のである。制御線527はレジスタ536の符号
ビツト部に接続されており、レジスタ536の値
が零又は正の場合には論理“0”、負の場合には
論理“1”となる。前述の書込み信号133はレ
ジスタ536にも供給されており、このパルスT
1の立上がり時には信号402はすでに1となつ
ているので、マルチプレクサ505は線524を
選択している。一方この時には、レジスタ536
には+1がセツトされているので信号527は
“0”である。したがつてマルチプレクサ503
は線521を選択している状態にあり、その出力
は−2に等しい。したがつて加算器504はこの
出力−2とレジスタ536の出力1により−1を
出力している。したがつて、書込みパルスT1の
立上がり時には、マルチプレクサ505は−1を
出力している。
結局、第7図にも示したようにライト・パルス
T1により新しくレジスタ506にこの値−1が
設定されることになる。
一方書込み信号133はナンドゲート516〜
519にも供給されている。これらのゲートはオ
アゲート514,515を介してフリツプ・フロ
ツプ511〜513に接続されている。すなわち
オアゲート514は、フリツプ・フロツプ513
の反転出力とレジスタ536内の値Rの符号ビツ
トの、インバータ507による反転信号が入力さ
れている。したがつて、オアゲート514はΔX
−ΔY0又はr≧0のときに1を出力する。オ
アゲート515は、インバータ507の出力とフ
リツプ・フロツプ513の非反転出力とが入力さ
れている。したがつて、オアゲート515はΔX
−ΔY<0又はR≧0のときに1を出力する。ナ
ンドゲート516はオアゲート514の出力と、
フリツプフロツプ511の反転出力と書き込みパ
ルス133が入力されている。したがつて、アン
ドゲート516の出力406が書込みパルス13
3に応答して0となるのは、ΔX≧0かつ、ΔX
−ΔY≧0又はR≧0のときである。ナンドゲー
ト517は、ナンドゲート516と異なり、フリ
ツプ・フロツプ511の非反転出力が入力され
る。したがつて、書込みパルス133に応答して
ナンドゲート517の出力407が0となるの
は、ΔX<0かつΔX−ΔY又はR0のときで
ある。ナンドゲート518はフリツプ512の反
転出力とオアゲート515の出力とが入力され
る。したがつて、その出力408が書込みパルス
133に応答して0となるのは、ΔY≧0かつ、
ΔX−ΔY<0又はR0のときである。ナンド
ゲート519は、フリツプフロツプ512の非反
転出力が入力されている点で、ナンドゲート51
8と異なる。したがつて、書込みパルス133が
入力されたとき、その出力409が0となるの
は、ΔY<0かつ、ΔX−ΔY<0又は、R0の
ときである。アンドゲート517,519はアド
レスをカウントダウンする(例えば第2図でPE
からPSにベクトルを発生する場合)に有効となる
ゲートであり、今の例では常に論理“0”とな
る。すでに述べたように今の例ではΔX,ΔY,
ΔX−ΔYはいずれも正であり、一方、133に
与えられた書込みパルスT1が前述のように発生
された時点ではレジスタ536には、1が書込ま
れていた。したがつて、ゲート516とゲート5
18が有効になり、信号406と408が0にな
る。信号406と407はアドレスカウンタ11
4に、信号408と409はアドレスカウンタ1
15に入力されており、信号406と408はそ
れらが論理“0”から“1”に変つたときにカウ
ントア114,115にそれぞれカウントアツプ
を実行させ、信号407と409はそれらが
“0”から“1”に変つたときにそれぞれのカウ
ンタにカウント・ダウンを実行させる。今の場合
リフレツシユ・メモリ119に書き込みを終了し
た時点、即ち信号133が“1”から“0”に変
つたときに信号406と408が0から1に変わ
るので、アドレスカウンタ114と115の内容
はX1,Y1を示すことになる。また、この時点で
は比較回路116,117の出力はいずれも0な
ので、アンドゲート118から出力される信号1
34は有効となつておらずフリツプ・フロツプ5
20は以前としてセツト状態になつているため、
次の出力タイミング信号135が発生すると、第
7図中に示したT2の書き込みパルスによりリフ
レツシユメモリ119のアドレス(X1,Y1)に
1が書込まれる。この書き込み信号133が
“1”になつたとき、レジスタ536の値は−1
を示しており、ゲート406のみが有効となり、
アドレスカウンタ114,115の内容はX2
Y1を示すことになる。また、これと同時にマル
チプレクサ503はレジスタ536の値が負であ
るため522の線を選択しており536には新し
い値3がセツトされる。更に次の書き込みパルス
T3が信号線135に印加されると、リフレツシ
ユメモリ119のアドレス(X2,Y1)に1が書
き込まれ、この書き込みが終了した時にレジスタ
536は1になり、信号線406,408が
“0”から“1”に変つたときにアドレスカウン
タ114,115がカウントアツプされてX3
Y2を示すことになる。(X3,Y2)にドツトを発
生し終ると、フリツプ・フロツプ520は、信号
線531によりリセツト状態とされる。この状態
は信号線402を通してマイクロ命令アドレス作
成回路109に通知される。ここで、以上説明し
てきたドツト発生を行なつている間にも、制御記
憶110からは第6図602〜612で示された
マイクロプログラムの処理はドツト発生と時間的
に並行して実行されている。即ち602で示した
マイクロ命令は次に発生すべきベクトルのΔXの
符号をフリツプ・フロツプ508にセツトするた
めに、レジスタ106からレジスタ104を減算
するようにALU108に制御信号420を発生
し、また符号542をフリツプ・フロツプ508
にセツトするための制御信号421を発生する。
またマイクロ命令603はΔYの符号を、マイク
ロ命令604はΔX−ΔYの符号を各フリツプ・
フロツプ509,510にセツトするために、
ALU108に制御信号群420を発生し、各々
の符号542をフリツプ・フロツプ509,51
0にセツトするための制御信号422,423を
発生する。同様に605〜611のマイクロ命令
は各々、P,N,R,XS,YS,XE,YEの値をレ
ジスタ501,502,506,414,41
5,412,413にセツトするために、レジス
タ101,102,103,104,105,1
06,107の値を母線130にスルーさせるよ
うな信号線群420を発生し、またセツトのため
の制御信号424,425,426,427,4
28,429を発生する。また、マイクロ命令6
12は条件信号402が有効のときはマイクロ命
令613を、無効のときはマイクロ命令612を
次に読み出すようマイクロ命令アドレス生成回路
109を制御する。即ち、ドツト発生が終了した
場合に条件信号402が有効となり613で示さ
れるマイクロ命令に制御が移り次の処理を実行可
能となる。
以上のようにしてベクトル発生中でも次のベク
トルのための準備を実行できる。本実施例ではレ
ジスタ構成が2段の場合について説明したが、レ
ジスタ412,413,414,415,50
1,502,506を持たず、フリツプ・フロツ
プ508,509,510を持たない場合でも従
来の図形処理装置に比べ高速にベクトルを発生す
ることは可能であり、本発明の目的は達成され得
る。
以上、説明してきたように、本発明によれば1
マイクロ命令実行時間と同じ速度でドツトを発生
することが可能となり、従来の装置と比較して5
〜6倍高速にベクトルを発生することができる。
更に、ベクトルを発生している間にも、マイクロ
プログラム制御装置が自由に処理を行なえるた
め、次のベクトルを発生させる時に必要となる初
期値の設定を行なえることから更に高速化が可能
となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の図形処理装置を示した図、第2
図は発生させるベクトルの例を示した図、第3図
は従来のドツト発生のためのマイクロプログラム
フローを示した図、第4図は本発明によるベクト
ル発生回路を含んだ図形処理装置を示した図、第
5図は本発明によるベクトル発生回路を示した
図、第6図は本発明によるベクトル発生回路を起
動するためのマイクロプログラムの例を示した
図、第7図はベクトル発生のタイミング・チヤー
トを示した図である。 501…正の増分を保持するレジスタ、502
…負の増分を保持するレジスタ、504…加算
器、506…判別式の値を保持するレジスタ、5
11…ΔXの符号を保持するフリツプ・フロツ
プ、512…ΔYの符号を保持するフリツプ・フ
ロツプ、513…ΔX−ΔYの符号を保持するフ
リツプ・フロツプ、520…ベクトル発生回路の
実行状態を示すフリツプ・フロツプ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ベクトルを記憶する記憶手段と、該記憶手段
    の記憶場所を示すアドレスカウンタ手段と該記憶
    手段に情報を格納するための制御信号を発生させ
    るためのマイクロプログラム制御手段と、該マイ
    クロプログラムを貯蔵するための制御記憶手段と
    を有し、ベクトルを発生させて上記記憶手段に記
    憶する図形処理装置において、該マイクロプログ
    ラムの制御によりセツトされる△Xの符号、△Y
    の符号、△Xと△Yとの差分の符号でベクトルの
    方向を保持する第1の方向保持手段と、該ベクト
    ルの2種類の増分を保持する第1の増分保持手段
    と、ベクトルの判別式を保持する第1の判別式保
    持手段と、該判別式の符号により該2種類の増分
    のうち1つを選択するマルチプレクサと、該選択
    された値と判別式の値を加算して順次更新するた
    めの加算器と、該判別式の符号と該ベクトルの方
    向を保持する手段の値によりアドレスカウンタの
    カウントアツプ、ダウンを制御する手段と、該制
    御手段の実行中を示す手段と、該判別式を保持す
    る手段に初期設定値を入力するか加算器の結果を
    入力するかを該実行中を示す手段により切り替え
    るためのマルチプレクサとからなつており、該第
    1の方向保持手段の入力がマイクロプログラム制
    御によりセツトされる第2の方向保持手段の出力
    と接続されており、ベクトルの2種類の増分を保
    持する第1の増分保持手段の入力が、マイクロプ
    ログラム制御によりセツトされる第2の増分保持
    手段の出力と接続されており、ベクトルの判別式
    を保持する第1の判別式保持手段の入力が該実行
    中を示す手段により切り替えられるマルチプレク
    サを介してマイクロプログラム制御によりセツト
    される第2の判別式保持手段の出力と接続されて
    おり、アドレスカウンタ手段の入力がマイクロプ
    ログラム制御によりセツトされる第2のアドレス
    カウンタ手段の出力に接続されており、判別式の
    符号によりアドレスカウンタ手段のカウントアツ
    プダウンを行つて該判別式を逐次更新しベクトル
    を構成するアドレスを順次発生する間に第2の方
    向保持手段と第2の増分保持手段と第2の判別式
    保持手段と第2のアドレスカウンタ手段とに次の
    ベクトルの初期値を設定することで高速に連続し
    てベクトルの発生を可能としたことを特徴とする
    図形処理装置。
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