JPH0589251A

JPH0589251A - 画像の描画装置

Info

Publication number: JPH0589251A
Application number: JP4046169A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Ito; 和正伊藤; Hiroshi Kato; 宏加藤; Junichi Fujita; 純一藤田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1993-04-09
Also published as: US5515483A

Abstract

(57)【要約】【目的】ラインを正しく描画し、Ｚ値及びカラーデー
タを正しく算出する。また、隠線、隠面処理を正しく行
う。そして、トライアングルを生成する時、隣接するト
ライアングルの境界線近傍のピクセルに対する２重書き
を防止する。【構成】各種のアルゴリズムにて規定される判別式の
符号に対応する判別信号ＳCH１によって、セレクタ４３
を制御し、増分値をＸＴレジスタ４１或いはＸＦレジス
タ４２の内から適切に選択し、出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像の描画装置、特
にコンピュータグラフイックスに好適な画像の描画装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像の描画装置には、例えば、ブ
レゼンハムのアルゴリズムを用いて画像を描画するもの
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のブレゼンハムの
アルゴリズムを実現する描画装置は、マイナ軸の増分値
が、１、０、−１の何れかに限られていた。従って、こ
の描画装置は、ライン及びエッジのＸ、Ｙ座標の算出だ
けを行い、Ｚ値及びカラーを算出することは出来ないも
のであった。

【０００４】このため、Ｚ値及びカラーは、上述のライ
ン及びエッジのＸ、Ｙ座標の算出を行う描画装置とは異
なる他の描画装置、即ち、増分値を逐次、加算していく
描画装置によって算出されていた。

【０００５】しかしながら、増分値の精度が十分にとら
れていない場合、誤差を生ずる可能性があるという問題
点があった。

【０００６】また、トライアングルの外形線に関して
は、増分値を逐次、加算していく描画装置を用いていた
ため、増分値の精度が十分にとられていない場合、誤差
を生ずる可能性があるという問題点があった。

【０００７】従って、この発明の目的は、精度の高い描
画処理を行い得る画像の描画装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる発明で
は、３次元を構成する各軸の座標データの初期値に対
し、標準のブレゼンハムのアルゴリズム、或いは、線分
の傾きを任意の値に拡張し得るブレゼンハムのアルゴリ
ズムを適用して新たな座標データを算出するようにした
構成としている。

【０００９】請求項２にかかる発明では、３次元を構成
する各軸の座標データの初期値に対し、標準のブレゼン
ハムのアルゴリズム、或いは、線分の傾きを任意の値に
拡張し得るブレゼンハムのアルゴリズムを適用して新た
な座標データを算出し、新たな座標データの内、マイナ
軸の増分に応じて、Ｚ座標データとして任意の値を順
次、加算するようにした構成としている。

【００１０】

【作用】請求項１の発明では、３次元を構成するＸ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸の夫々の軸の座標データの初期値に対し、Ｘ
軸及びＹ軸の座標データに関しては、標準のブレゼンハ
ムのアルゴリズム、また、Ｚ軸の座標データ及びカラー
データに関しては、線分の傾きを任意の値に拡張し得る
ブレゼンハムのアルゴリズムが適用される。これによっ
て、適切な増分値が選択され、新たな座標データが算出
される。

【００１１】請求項２の発明では、３次元を構成するＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸の夫々の軸の座標データの初期値に対
し、Ｘ軸、Ｙ軸の座標データに関しては標準のブレゼン
ハムのアルゴリズム或いは線分の傾きを任意の値に拡張
し得るブレゼンハムのアルゴリズムが適用される。これ
によって、新たな座標データが算出される。

【００１２】Ｚ軸の座標データに関しては、新たな座標
データの内、マイナ軸の座標データの増分に応じて求め
られる。

【００１３】また、カラーデータに関しては、エッジ及
びラインを描画する場合は、線分の傾きを任意の値に拡
張しうるブレゼンハムのアルゴリズムが適用され、これ
によって適切な増分値が選択され、新たな座標データに
対応するカラーデータが算出される。トライアングルの
辺を描画する場合は、新たな座標データの内、マイナ軸
の座標データの増分に応じて、適切な増分値が選択さ
れ、新たな座標データに対応するデータが求められる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図１乃至
図１４を参照して説明する。尚、この一実施例の説明で
は、描画装置の例として３次元プリミテイブ生成装置、
即ち、ライン・プロセッサを用いている。尚、この明細
書中、プリミテイブとは、三角形、四角形等の多角形若
しくはこれらの多角形で形成された図形を直接イメージ
するための多角形描画原素を意味するものである。

【００１５】この３次元プリミテイブ生成装置、即ち、
ライン・プロセッサは、２次元及び３次元のプリミテイ
ブを高速に描画するものである。描画のパラメータを受
け取ると、例えば、最高で２５Ｍピクセル／秒の速さで
１ピクセル毎に描画データを出力するものである。

【００１６】描画するプリミテイブ〔以下、描画プリミ
テイブと称する〕としては、例えば、以下のものがあ
る。ライン〔直線〕・・・・・・・・２次元、３次元トライアングル〔三角形〕・・・２次元、３次元レクタングル〔長方形〕・・・・２次元、３次元ポリゴン〔多角形〕・・・・・・２次元、３次元ビットマップ・・・・・・・・・２次元ピクセルマップ・・・・・・・・２次元スキャンライン・ピクセル・・・３次元

【００１７】上述の描画プリミテイブに対して、例え
ば、５タイプのカラー出力が必要に応じて用意されてい
る。リアル・カラー（２４ビット）インデックス・カラー（１０ビット）デイザ・カラー（３ビット、４ビット）ＸＰカラー（１ビット）

【００１８】更に、必要に応じて以下の属性を付加す
る。ライン・パターン（３２ビット）ハッチ・パターン（１６×１６ビット）半透明パターン（４×４ビット）ライン幅（３、５）

【００１９】図１に示されるように、この３次元プリミ
テイブ生成装置は、ＳＰインターフエースブロック１、
ラインブロック２、スキャンブロック３、ライン幅ブロ
ック４、パターンブロック５、ＸＰインターフエースブ
ロック６、コントロールブロック７等から主に構成され
ている。

【００２０】SPインターフエースブロック１は、プリミ
テイブを生成するためのパラメータを受け入れるための
ブロックである。SPインターフエースブロック１は、入
力されたアドレスをデコードし各レジスタ等に対して各
種ロード信号を出力する。

【００２１】各種ロード信号は、内部状態に応じて出力
が禁止される。この時は禁止が解除されるまで、前段の
回路ブロックに対してウエイト信号WAITを出力して、デ
ータDTの入力を一時、中断する。

【００２２】禁止が解除されると、ロード信号を出力し
て前段の回路ブロックに対するウエイト信号WAITの出力
を停止する。

【００２３】ラインブロック２は、各種のアルゴリズ
ム、例えば、ブレゼンハムのアルゴリズムを用いて、ラ
イン及び多角形の外形線を生成するブロックである。
尚、ラインブロック２の詳細については後述する。

【００２４】スキャンブロック３は、多角形の内部をＸ
軸方向にスキャンするブロックである。即ち、受け取っ
たデータをＸ軸方向に補間していくブロックである。補
間回路は、Ｘ、Ｚ、Ｒ、Ｇ、Ｂの各データごとに設けら
れている。

【００２５】ライン幅ブロック４は、太線を生成するブ
ロックである。即ち、ラインブロック２より与えられた
Ｘ、Ｙ座標を中心となし、該中心を囲む所定数のピクセ
ルを描画する。

【００２６】パターンブロック５は、ラインパターン、
ハッチパターン、半透明パターン、デイザパターン等の
属性を生成されたプリミテイブに付加するブロックであ
る。即ち、パターンブロック５は、ラインパターン、ハ
ッチパターン、半透明パターン、デイザパターンを有す
るもので、１ピクセル毎にこれらのパターンを参照して
各データに反映させる。

【００２７】ＸＰインターフエースブロック６は、生成
されたプリミテイブをピクセル単位で、次段の回路に出
力するブロックである。

【００２８】コントロールブロック７は、３次元プリミ
テイブ生成装置全体を制御するブロックである。

【００２９】この発明では、主に以下のプリミテイブを
生成することができる。（１）ライン（２）トライアングルの辺（３）プリミテイブのエッジ

【００３０】これらのプリミテイブを生成するために以
下のアルゴリズムを用いる。

【００３１】以下、各アルゴリズムの実現について説明
する。〔１〕ブレゼンハムブレゼンハムのアルゴリズムは、整数計算でラインを描
画するものである。例えば、点Ａの座標を（Ｘ１、Ｙ
１）、点Ｂの座標を（Ｘ２、Ｙ２）とし、この２点を結
ぶラインを描画することを考える。この場合に於いて、
dx,dy を以下のように定義する。 dx＝Ｘ２−Ｘ１、dy＝Ｙ２−Ｙ１

【００３２】また、dx、dyを以下のように仮定する。｜dx｜≧｜dy｜、dx≧０、dy≧０

【００３３】ここに於いて、後述するレジスタの内容を
以下のように設定すれば、点Ａから順次、Ｙ座標の値
を、ＸＡレジスタの出力として求めることができる。ま
た、Ｘ座標はステップ毎に “１”を加算していけば良
い。

【００３４】ＥＡレジスタ・・・−｜dx｜＋２｜dy｜（ブレゼンハムのアルゴリズムに於ける判別式Ｅ＝−｜
dx｜＋２｜dy｜）ＥＴレジスタ・・・２｜dy｜−２｜dx｜ＥＦレジスタ・・・２｜dy｜ＸＡレジスタ・・・Ｙ１ＸＴレジスタ・・・１・・・・・・・（増分値）ＸＦレジスタ・・・０・・・・・・・（増分値）

【００３５】〔２〕傾きが１を越えるブレゼンハムラインを描画する時、Ｘ、Ｙ座標に関しては、メジャ軸
方向に１ステップ進んでもマイナ軸方向の変化分は高々
“±１”である。しかしながら、Ｚ値及びカラーに関し
ては、変化分が“±１”以上になることがある。

【００３６】傾きが１を越えるブレゼンハムのアルゴリ
ズムを説明する図が図１３に示されている。

【００３７】図１３に示されるＸ−Ｚ座標平面上に於い
て、ラインＬＯ２を設定する。このラインＬＯ２上に於
ける点ＰＡから、Ｘ軸上で（＋１）増加した位置には、
ラインＬＯ２の点ＰＴが対応する。

【００３８】点ＰＴで示される値は真値であり、実際の
Ｚ値としては、該点ＰＴの上側に位置する点ＰＢ１、或
いは下側に位置する点ＰＢ２のいずれかが選択される。
この点ＰＢ１、ＰＢ２のいずれを選択すべきかは、傾き
が１を越えるブレゼンハムのアルゴリズムに於ける判別
式Ｅ（後述）の正または負の符号によって決定される。

【００３９】例えば、点Ａの座標を（Ｘ１、Ｙ１）、点
Ｂの座標を（Ｘ２、Ｙ２）、各点のＺ値をＺ１、Ｚ２と
する。この２点を結ぶラインの各ピクセルのＺ値を求め
ることを考える。この場合に於いて、dx,dy,dz を以下
のように定義する。 dx＝Ｘ２−Ｘ１、dy＝Ｙ２−Ｙ１、dz＝Ｚ２−Ｚ１

【００４０】また、ｓ、ｄＢを以下のように定義する。ｓ＝dz／dx ｄＢ＝dz％dx 上式に於いて、“／”は、分子を分母で割り、小数部分
を切り捨てて得られる整数値である。また、“％”は、
分子を分母で割った時の剰余である。

【００４１】そして、dx、dy、dzを以下のように仮定す
る。｜dx｜≧｜dy｜、dx≧０、dz≧０

【００４２】ここに於いて、後述するレジスタの内容を
以下のように設定すれば、点Ａから順次、Ｚ値を、ＺＡ
レジスタの出力として求めることができる。

【００４３】ＥＺＡレジスタ・・・−｜dx｜＋２｜ｄＢ｜（傾きが１を越えるブレゼンハムのアルゴリズムに於け
る判別式Ｅ＝−｜dx｜＋｜ｄＢ｜）ＥＺＴレジスタ・・・２｜ｄＢ｜−２｜dx｜ＥＺＦレジスタ・・・２｜ｄＢ｜ＺＡレジスタ・・・Ｚ１ＺＴレジスタ・・・ｓ＋１・・・・・・・（増分値）ＺＦレジスタ・・・ｓ・・・・・・・（増分値）

【００４４】〔３〕特殊Ｙメジャのブレゼンハム特殊Ｙメジャのブレゼンハムのアルゴリズムについて説
明する前に、メジャー（メジャー軸）、マイナ（マイナ
軸）について、図１２を参照し概略を説明する。

【００４５】図１２に示されるＸ−Ｙ座標平面上に於い
て、ラインＬ０３、Ｌ０４を考える。同図中、Ｘ軸に対
してなす角度が、Ｘ軸の正の方向から反時計方向に４５
度以下または、１３５度以上２２５度以下または３１５
度以上であるラインＬ０４についてはＸ軸をメジャー軸
と称し、Ｙ軸をマイナ軸と称する。

【００４６】また、Ｘ軸に対してなす角度が、Ｘ軸の正
の方向から反時計方向に４５度以上１３５度以下または
２２５度以上３１５度以下であるラインＬ０３について
はＹ軸をメジャー軸と称し、Ｘ軸をマイナ軸と称する。

【００４７】メジャー軸は、例えば、ラインを描画する
に際し、ラインの始点から終点迄の間に於ける変化量
は、（＋１）或いは（−１）のいずれかである。この変
化量が、若し（＋１）であるとすれば常に（＋１）でし
か変化せず、（＋１）と（−１）の双方の変化量が生ず
るということはない。これは、変化量が（−１）の場合
でも同様である。

【００４８】例えば、Ｘ−Ｙ座標平面に於けるＸ軸方
向、Ｙ軸方向の変化量の絶対値を夫々、dx、dyとした場
合、その大小比較を行うと、 dx＜dy・・・Ｙメジャー dx＞dy・・・Ｘメジャーと夫々称される。

【００４９】特殊Ｙメジャのブレゼンハムのアルゴリズ
ムに於いては、線分の傾きによらず、常にＹ軸をメジャ
ー軸として扱う。

【００５０】特殊Ｙメジャのブレゼンハムのアルゴリズ
ムについて説明する。三角形の辺上のピクセル及びエッ
ジ・フラグ・フイルの外郭線は、常にＹメジャで行う。
従って、この場合にも傾きが“１”を越えることがあ
る。

【００５１】例えば、点Ａの座標を（Ｘ１、Ｙ１）、点
Ｂの座標を（Ｘ２、Ｙ２）とする。この２点を結ぶ辺を
描画することを考える。この場合に於いて、dx,dy を以
下のように定義する。 dx＝Ｘ２−Ｘ１、dy＝Ｙ２−Ｙ１

【００５２】また、ｓ、ｄＢを以下のように定義する。ｓ＝dx／dy ｄＢ＝dx％dy 上式に於いて、“／”は、分子を分母で割り、小数部分
を切り捨てて得られる整数値である。また、“％”は、
分子を分母で割った時の剰余である。

【００５３】そして、dx、dyを以下のように仮定する。 dx≧０、dy≧０

【００５４】ここに於いて、後述するレジスタの内容を
以下のように設定すれば、点Ａから順次、Ｘ座標の値
を、ＸＡレジスタの出力として求めることができる。ま
た、Ｙ座標はステップ毎に “１”を加算していけば良
い。

【００５５】ＥＡレジスタ・・・２｜ｄＢ｜（特殊Ｙメジャのブレゼンハムのアルゴリズムに於ける
判別式Ｅ＝２｜ｄＢ｜）ＥＴレジスタ・・・２｜ｄＢ｜−２｜dy｜ＥＦレジスタ・・・２｜ｄＢ｜ＸＡレジスタ・・・Ｘ１ＸＴレジスタ・・・ｓ＋１・・・・・・・（増分
値）ＸＦレジスタ・・・ｓ・・・・・・・（増分
値）

【００５６】特殊Ｙメジャのブレゼンハムのアルゴリズ
ムは、前述のように、例えば、三角形の辺を描画する時
に用いられる。この時、ピクセルが三角形に対応して選
択されるか否かは、ピクセルの三角形内の位置によって
異なる。以下、図１４を用いて説明する。

【００５７】図１４には、Ｘ−Ｙ座標平面上に描画しよ
うとする三角形ＴＲ１が示されている。この三角形ＴＲ
１の左側のラインＬＯ５側では、三角形ＴＲ１の内側若
しくは左側のラインＬＯ５上に位置するピクセルが選択
される。図１４の例では、ピクセルＰＸ０４がラインＬ
Ｏ５上に位置するピクセルであり、ＰＸ０２、ＰＸ０
３、ＰＸ０５、ＰＸ０６が三角形ＴＲ１の内側に位置す
るピクセルである。

【００５８】また、三角形ＴＲ１の右側ののラインＬＯ
６側では、全て三角形ＴＲ１の内側のピクセルＰＸ１２
〜ＰＸ１６が選択される。そして、ピクセルＰＸ０２か
らピクセルＰＸ１２の方向へ、即ち、Ｘ軸方向でスキャ
ンされ、補間及び描画がなされる。他のピクセルＰＸ０
３〜ＰＸ１３、ＰＸ０４〜ＰＸ１４、ピクセルＰＸ０５
〜ＰＸ１５、ＰＸ０６〜ＰＸ１６についても同様であ
る。

【００５９】このようにすることによって、隣接した複
数の三角形を描画する時、同一のピクセルＰＸｉｊに対
して２度書きしてしまうことを防止でき、三角形ＴＲ１
を正確に描画できる。

【００６０】〔４〕選択ＤＤＡ〔Digital Differential
Analyzer:デジタル微分解析法〕選択ＤＤＡのアルゴリズムについて説明する前に、選択
ＤＤＡと、通常のＤＤＡとの違いについて説明する。

【００６１】通常のＤＤＡでは、所定の増分値を逐次加
算してゆくのに対し、この選択ＤＤＡでは、後述のＸＴ
レジスタとＸＦレジスタに保持されている値を、新たな
ピクセルのデータを求める毎に選択してＸＡレジスタの
値と加算し、新たなピクセルのデータを求めていること
である。

【００６２】三角形の辺上のピクセルの座標が特殊Ｙメ
ジャのブレゼンハムのアルゴリズムで求められるので、
Ｚ値、カラーはそれに基づいて求められなければならな
い。つまり、Ｘ座標の増分に応じてＺ値とカラーは２つ
ある定数の内、何れか一方を選択しながら順次、加算さ
れる。

【００６３】選択ＤＤＡは、Ｘ、Ｙ座標を算出するため
のブレゼンハム或いは特殊Ｙメジャのブレゼンハムの係
数を使ってＺ値またはカラーを求めるアルゴリズムであ
る。ここでは、特殊Ｙメジャのブレゼンハムの係数を使
って選択ＤＤＡを実現する方法を示す。

【００６４】例えば、点Ａの座標を（Ｘ１、Ｙ１）、点
Ｂの座標を（Ｘ２、Ｙ２）とし、点ＡのＺ値をＺ１、Ｘ
方向のＺ値の傾きをＺｘ、Ｙ方向のＺ値の傾きをＺｙと
するとき、この２点を結ぶ辺の各ピクセルのＺ値を求め
ることを考える。この場合に於いて、 dx,dyを以下のよ
うに定義する。 dx＝Ｘ２−Ｘ１、dy＝Ｙ２−Ｙ１

【００６５】また、ｓ, ｄＢを以下のように定義する。ｓ＝dx／dy ｄＢ＝dx％dy 上式に於いて、“／”は、分子を分母で割り、小数部分
を切り捨てて得られる整数値である。また、“％”は、
分子を分母で割った時の剰余である。

【００６６】そして、dx、dyを以下のように仮定する。 dx≧０、dy≧０

【００６７】ここに於いて、後述するレジスタの内容を
以下のように設定すれば、点Ａから順次、Ｚ値を、ＺＡ
レジスタの出力として求めることができる。

【００６８】ＥＡレジスタ・・・２｜ｄＢ｜（選択ＤＤＡのアルゴリズムに於ける判別式Ｅ＝２｜ｄ
Ｂ｜）ＥＴレジスタ・・・２｜ｄＢ｜−２｜dy｜ＥＦレジスタ・・・２｜ｄＢ｜ＺＡレジスタ・・・Ｚ１ＺＴレジスタ・・・（ｓ＋１）Ｚｘ＋Ｚｙ・・・・・
・・（増分値）ＺＦレジスタ・・・ｓＺｘ＋Ｚｙ・・・・・
・・（増分値）

【００６９】上述の各種のアルゴリズムは主にラインブ
ロック２によって実現される。そこで、まず、図２を参
照して、ラインブロック２の構成について説明する。

【００７０】図２に示されるように、ラインブロック２
は、メジャーブロック１１、ＸＳブロック１２、Ｚブロ
ック１３、Ｒブロック１４、Ｇブロック１５、Ｂブロッ
ク１６、ＸＥブロック１７等から主に構成されている。
上述の各ブロック１１〜１７には、データバス１８によ
って入力データが供給されるようになされている。

【００７１】メジャーブロック１１は、ライン及びエッ
ジを描画する時は、メジャー軸方向に於ける座標の
（Ｘ、Ｙ）の各データを算出するもので、具体的には、
メジャー軸のデータに（＋１）或いは（−１）を加算し
てゆくものである。また、このメジャーブロック１１
は、三角形を描画する時、Ｙ座標のデータを算出するも
のである。

【００７２】ＸＳブロック１２は、判別部２１と、演算
部２２とから主に構成されている。２３、２４は端子で
ある。以下、図３を参照して、判別部２１と演算部２２
の夫々の構成及び作用について説明する。

【００７３】このＸＳブロック１２は、ライン及びエッ
ジを描画する時、マイナ軸方向の座標データを求めるも
のである。また、ＸＳブロック１２は、三角形を描画す
る時、Ｘ軸における始点側の座標データを算出するもの
である。

【００７４】三角形の描画を、例に説明すれば、ＸＳブ
ロック１２は、３つの頂点の座標データ（Ｘ１、Ｙ１）
〜（Ｘ３、Ｙ３）の内、最大のＹ座標のデータ及び最小
のＹ座標のデータを有する辺を、描画するブロックであ
る。

【００７５】まず、判別部２１について説明する。判別
部２１の構成が図４に示されている。

【００７６】図４の構成に於いて、判別部２１は、ブレ
ゼンハム等の描画アルゴリズムで使用される評価係数の
増分を保持し出力するＥＴレジスタ３１、ＥＦレジスタ
３２と、該レジスタ３１、３２からの出力の何れか一方
を選択するセレクタ３３と、加算器３４と、評価係数と
しての加算結果を保持し出力するＥＡレジスタ３５と、
加算結果が零であるか否かを検出する零検出器３６と、
上述のセレクタ３３を制御する判別信号ＳCH１を出力す
るためのセレクタ３７とから主に構成されている。尚、
３８は上述の判別信号ＳCH１を取り出すための端子であ
る。

【００７７】上述のＥＴレジスタ３１、ＥＦレジスタ３
２、ＥＡレジスタ３５は、全て１６ビットであり、符号
付整数データを保持する。ＥＡレジスタ３５には、２の
補数形式で表されてなる１６ビットの整数データが保持
されている。この整数データは２の補数形式であるた
め、ＭＳＢが符号ビットとされている。

【００７８】次に、演算部２２について説明する。演算
部２２の構成が図５に示されている。

【００７９】図５の構成に於いて、演算部２２は、描画
データの増分を保持し出力するＸＴレジスタ４１、ＸＦ
レジスタ４２と、該レジスタ４１、４２からの出力の何
れか一方を選択するセレクタ４３と、加算器４４と、加
算結果を保持し出力するＸＡレジスタ４５とから主に構
成されている。尚、２４は、演算部２２の出力データを
取り出すための端子である。

【００８０】上述のＸＴレジスタ４１、ＸＦレジスタ４
２、ＸＡレジスタ４５は、１６ビット符号付整数データ
を保持する。

【００８１】以下、図３乃至図５を参照し、ＸＳブロッ
ク１２の作用について説明する。最初のステップで、全
てのレジスタに初期値が入力される。このステップで
は、前述した各アルゴリズムに於いて規定されている増
分値を初め各種の初期値がセットされる。

【００８２】次のステップで、ＥＴレジスタ３１或いは
ＥＦレジスタ３２の出力が、セレクタ３７から出力され
る判別信号ＳCH１で制御されるセレクタ３３によって選
択され加算器３４に供給される。

【００８３】加算器３４では、ＥＡレジスタ３５からフ
イードバックされるデータと、セレクタ３３を介して供
給されるデータとの加算がなされる。この加算結果は、
ＥＡレジスタ３５及び零検出器３６に供給される。

【００８４】ＥＡレジスタ３５では、新たに供給された
データが旧いデータに代わって格納される。そして、格
納された新たな１６ビットのデータが加算器３４にフイ
ードバックされると共に、１６ビットのデータの内のＭ
ＳＢのみが符号ビットとしてセレクタ３７に供給され
る。

【００８５】零検出器３６では、加算結果が零であるか
否かが検出される。若し、加算結果が"0" であることが
検出された場合には、零検出信号ＳDTがセレクタ３７に
供給される。

【００８６】セレクタ３７では、ＥＡレジスタ３５に格
納されている１６ビットの内、ＭＳＢが符号ビットとし
て供給される。また、端子３９を介して供給される
“０”或いは“１”の値が零処理指定ビットとしてコン
トロールブロック７から供給される。

【００８７】セレクタ３７では、上述の零検出器３６か
ら零検出信号ＳDTが供給されない場合には、ＥＡレジス
タ３５から供給される符号ビットが選択され判別信号Ｓ
CH１とされてセレクタ３３に供給されると共に、端子３
８を介して演算部２２に供給される。また、この判別信
号ＳCH１は、端子２３を介して他のブロック、即ち、Ｚ
ブロック１３、Ｒブロック１４、Ｇブロック１５、Ｂブ
ロック１６等に供給される。

【００８８】セレクタ３７では、上述の零検出器３６か
ら零検出信号ＳDTが供給された場合には、零処理指定ビ
ットが選択される。

【００８９】零処理指定ビットについて、図１０及び図
１１について説明する。図１０に於いて、始点Ａの座標
データを（Ｘ１、Ｙ１）とし、終点Ｂの座標データを
（Ｘ２、Ｙ２）とし、該始点Ａ及び終点Ｂ間でラインを
描画するとした場合には、 Δｘ＝Ｘ２−Ｘ１＞０即ち、 Δｘ＞０となる。この場合には、“０”を負として扱う。

【００９０】また、図１１に於いて、始点Ａの座標デー
タを（Ｘ１、Ｙ１）とし、終点Ｂの座標データを（Ｘ
２、Ｙ２）とし、該始点Ａ及び終点Ｂ間でラインを描画
するとした場合には、 Δｘ＝Ｘ２−Ｘ１＜０即ち、 Δｘ＜０となる。この場合には、“０”を正として扱う。

【００９１】上述のように、“０”を正として扱う時に
は、零処理指定ビットとして“０”が出力され、“０”
を負として扱う時には、零処理指定ビットとして“１”
が出力される。

【００９２】セレクタ３７では、上述の零検出器３６か
ら零検出信号ＳDTが供給される場合には、零処理指定ビ
ットが判別信号ＳCH１とされてセレクタ３３に供給され
ると共に、端子３８を介して演算部２２に供給される。
また、この判別信号ＳCH１は、端子２３を介して他のブ
ロック、即ち、Ｚブロック１３、Ｒブロック１４、Ｇブ
ロック１５、Ｂブロック１６等に供給される。

【００９３】零処理指定ビットでＥＦレジスタ３２とＥ
Ｔレジスタ３１から出力されるデータの選択を制御する
ことにより、例えば、ラインを描画する時、始点と終点
とを入れ替えることが可能となる。

【００９４】例えば、始点のＸ座標をＸ１、終点のＸ座
標をＸ２とすると、Ｘ２−Ｘ１≧０・・・“０”の時、ＥＦレジスタ３２を
選択Ｘ２−Ｘ１＜０・・・“０”の時、ＥＴレジスタ３１を
選択と定めることによって、始点と終点とを入れ替えてライ
ンを描画しても同じラインを描画することができる。

【００９５】演算部２２のセレクタ４３では、前述した
各アルゴリズムに於ける判別式Ｅが“０”と比較され、
該判別式Ｅが正であるか或いは負であるかによって接続
状態が制御される。

【００９６】セレクタ４３では、判別信号ＳCH１が非負
と判断される場合にはＸＴレジスタ４１の値を選択する
ように接続状態が制御される。また、判別信号ＳCH１が
負と判断される場合にはＸＦレジスタ４２の値を選択す
るように接続状態が制御される。このセレクタ４３にて
選択されたＸＴレジスタ４１或いはＸＦレジスタ４２に
保持されている増分値としての出力は、加算器４４に供
給される。

【００９７】加算器４４では、ＸＡレジスタ４５からフ
イードバックされるデータと、セレクタ４３を介して供
給されるデータとの加算がなされる。この加算結果は、
ＸＡレジスタ４５に供給される。

【００９８】ＸＡレジスタ４５では、新たに供給された
データが、新たなＸ座標のデータとして旧いデータに代
わり格納される。このＸＡレジスタ４５に格納されてい
るデータが求めるべきピクセルのＸ座標のデータとな
る。そして、格納された新たな１６ビットのＸ座標のデ
ータが加算器４４にフイードバックされると共に、端子
２４から取出される。

【００９９】ＸＥブロック１７は、図６に示されるよう
に、判別部２１と、演算部２２とから主に構成されてい
る。判別部２１と、演算部２２の夫々の構成及び作用
は、ＸＳブロック１２と同様であるので、重複する説明
を省略する。４８は端子である。

【０１００】このＸＥブロック１７では、三角形を描画
する際に、ＸＳブロック１２で描画されなかった他の２
辺について描画する機能をも有するブロックである。

【０１０１】次いで、図７乃至図９を参照し、Ｚバッフ
ア法で用いられるＺ値を算出するためのＺブロック１
３、各ピクセル毎のカラーデータを算出するＲブロック
１４、Ｇブロック１５、Ｂブロック１６の構成について
説明する。

【０１０２】上述のＺブロック１３、Ｒブロック１４、
Ｇブロック１５、Ｂブロック１６の構成はビット数を除
いて共通であるため、例としてＺブロック１３について
のみ説明し、他のブロックに対する説明は省略する。

【０１０３】Ｚブロック１３は、判別部５１と、演算部
５２と、セレクタ５３から主に構成されている。５４、
５５は端子である。以下、判別部５１、演算部５２、セ
レクタ５３の夫々の構成及び作用について説明する。

【０１０４】まず、判別部５１について説明する。判別
部５１の構成が図８に示されている。

【０１０５】図８の構成に於いて、判別部５１は、ブレ
ゼンハム等の描画アルゴリズムで使用される評価係数の
増分を保持し出力するＥＺＴレジスタ６１、ＥＺＦレジ
スタ６２と、該レジスタ６１、６２からの出力の何れか
一方を選択するセレクタ６３と、加算器６４と、評価係
数としての加算結果を保持し出力するＥＺＡレジスタ６
５ととから主に構成されている。尚、６７は判別信号Ｓ
CH２を取り出すための端子である。

【０１０６】上述のＥＺＴレジスタ６１、ＥＺＦレジス
タ６２、ＥＺＡレジスタ６５は、全て１６ビットであ
り、符号付整数データを保持する。ＥＺＡレジスタ６５
には、２の補数形式で表されている１６ビットの整数デ
ータが保持されている。この整数データは２の補数形式
であるため、ＭＳＢが符号ビットとされている。

【０１０７】次に、セレクタ５３について説明する。こ
のセレクタ５３は、コントロールブロック７から端子５
６を介して供給される選択信号により、判別信号ＳCH
１、ＳCH２の何れか一方を選択するものである。判別信
号ＳCH１、ＳCH２の内、選択された信号が演算部５２に
供給される。

【０１０８】このセレクタ５３が設けられていることに
よって、演算部５２のセレクタ７３の制御信号としての
判別信号を、上述の判別部５１から出力される判別信号
ＳCH２或いはＸＳブロック１２から出力される判別信号
ＳCH１の何れか一方を選択することができる。

【０１０９】次いで、演算部５２について説明する。演
算部５２の構成が図９に示されている。

【０１１０】図９の構成に於いて、演算部５２は、描画
データの増分を保持し出力するＺＴレジスタ７１、ＺＦ
レジスタ７２と、該レジスタ７１、７２からの出力の何
れか一方を選択するセレクタ７３と、加算器７４と、加
算結果を保持し出力するＺＡレジスタ７５とから主に構
成されている。

【０１１１】７６は、判別信号ＳCH１或いは判別信号Ｓ
CH２の供給される端子である。また、上述のＺＴレジス
タ７１、ＺＦレジスタ７２、ＺＡレジスタ７５は、Ｚブ
ロック１３では、３２ビット符合付固定小数データを用
い、Ｒブロック１４、Ｇブロック１５、Ｂブロック１６
では、１６ビット符合付固定小数データを用いる。

【０１１２】Ｚブロック１３の作用について説明する。
最初のステップで、全てのレジスタに初期値が入力され
る。このステップでは、前述した各アルゴリズムに於い
て規定されている増分値を初め各種の初期値がセットさ
れる。

【０１１３】次のステップで、ＥＺＴレジスタ６１或い
はＥＺＦレジスタ６２の出力がセレクタ６３に供給され
る。

【０１１４】このセレクタ６３は、ＥＺＡレジスタ６５
から供給される判別信号ＳCH２で制御されるものであ
る。上述の判別信号ＳCH２としては、ＥＺＡレジスタ６
５に格納されているデータのＭＳＢが用いられている。

【０１１５】このセレクタ６３は、符号ビットが正、即
ち、ＭＳＢ〔＝“０”〕である時、ＥＺＴレジスタ６１
の出力が選択され、また、符号ビットが負、即ち、ＭＳ
Ｂ〔＝“１”〕である時、ＥＺＦレジスタ６２の出力が
選択される。選択されたデータは、加算器６４に供給さ
れる。

【０１１６】加算器６４では、ＥＺＡレジスタ６５から
フイードバックされるデータと、セレクタ６３を介して
供給されるデータとの加算がなされる。この加算結果
は、ＥＺＡレジスタ６５に供給される。

【０１１７】ＥＺＡレジスタ６５では、新たに供給され
たデータが旧いデータに代わって格納される。そして、
格納された新たな１６ビットのデータが加算器６４にフ
イードバックされると共に、１６ビットのデータの内の
ＭＳＢが判別信号ＳCH２としてセレクタ６３に供給され
る。上述の判別信号ＳCH２は、端子６７を介してセレク
タ５３に供給される。

【０１１８】セレクタ５３では、コントロールブロック
７から端子５６を介して供給される選択信号によって接
続状態が制御され、判別信号ＳCH１、ＳCH２の選択がな
される。

【０１１９】例えば、前述した選択ＤＤＡのアルゴリズ
ムが適用される時は、Ｚブロック１３、Ｒブロック１
４、Ｇブロック１５、Ｂブロック１６の各判別部５１に
は、ＸＳブロック１２の判別部２１と同じ値が入力さ
れ、同じ動作を行う。

【０１２０】従って、初期値設定のオーバーヘッドを減
らすため、Ｚブロック１３、Ｒブロック１４、Ｇブロッ
ク１５、Ｂブロック１６の各判別部５１を使用せず、Ｘ
Ｓブロック１２の判別部２１から出力される判別信号Ｓ
CH１を使用する。

【０１２１】また、選択ＤＤＡ以外のアルゴリズムが適
用される時は、判別信号ＳCH２が選択される。

【０１２２】演算部５２では、端子７６を介して供給さ
れる判別信号ＳCH１或いはＳCH２がセレクタ７３に供給
される。

【０１２３】セレクタ７３では、判別信号ＳCH１或いは
ＳCH２が非負と判断される場合にはＺＴレジスタ７１の
値を選択するように接続状態が制御される。また、判別
信号ＳCH１或いはＳCH２が負と判断される場合にはＺＦ
レジスタ７２の値を選択するように接続状態が制御され
る。このセレクタ７３にて選択されたＺＴレジスタ７１
或いはＺＦレジスタ７２に保持されている増分値として
の出力は、加算器７４に供給される。

【０１２４】加算器７４では、ＺＡレジスタ７５からフ
イードバックされるデータと、セレクタ７３を介して供
給されるデータとの加算がなされる。この加算結果は、
ＺＡレジスタ７５に供給される。

【０１２５】ＺＡレジスタ７５では、新たに供給された
データが、新たなＺ値として、旧いデータに代わり格納
される。このＺＡレジスタ７５に格納されているＺ値の
データが求めるべきピクセルのＺ値のデータとなる。そ
して、格納された新たな３２ビットのＺ値のデータが加
算器７４にフイードバックされると共に、端子５５から
取出される。

【０１２６】この一実施例によれば、ラインを生成する
に際し、ブレゼンハムのアルゴリズムに基づく判別式Ｅ
の符号に対応する判別信号ＳCH１をＸＳブロック１２の
判別部２１にて形成し、該判別信号ＳCH１によって、Ｘ
Ｓブロック１２の演算部２２のＸＴレジスタ４１或いは
ＸＦレジスタ４２に保持されている増分としての値を選
択的に取り出しているので、Ｘ座標及び／またはＹ座標
のデータの増分値を正しく選択でき、ラインをより正確
に描画できる。

【０１２７】また、この一実施例によれば、ラインを生
成するに際し、傾きが１を越えるブレゼンハムのアルゴ
リズムに基づく判別式Ｅの符号に対応する判別信号ＳCH
２をＺブロック１３、Ｒブロック１４、Ｇブロック１
５、Ｂブロック１６の各判別部５１にて夫々形成し、該
判別信号ＳCH２によって、Ｚブロック１３、Ｒブロック
１４、Ｇブロック１５、Ｂブロック１６の演算部５２の
ＺＴレジスタ７１或いはＺＦレジスタ７２に保持されて
いる増分としての値を選択的に取り出しているので、増
分値を正しく選択でき、Ｚ値及びカラーデータを正しく
算出することができ、そして、Ｚ値を正しく算出するこ
とができるので、隠線、隠面処理を正しく行うことがで
きる。

【０１２８】この一実施例によれば、三角形の辺を生成
するに際し、特殊Ｙメジャのブレゼンハムのアルゴリズ
ムに基づく判別式Ｅの符号に対応する判別信号ＳCH１を
ＸＳブロック１２の判別部２１にて形成し、該判別信号
ＳCH１によって、ＸＳブロック１２の演算部２２のＸＴ
レジスタ４１或いはＸＦレジスタ４２に保持されている
増分としての値を選択的に取り出しているので、Ｘ座標
及び／またはＹ座標のデータの増分値を正しく選択でき
る。

【０１２９】また前述したように、三角形ＴＲ１の左側
のラインＬＯ５側では、三角形ＴＲ１の内側若しくは左
側のラインＬＯ５上に位置するピクセルが選択され、ま
た、三角形ＴＲ１の右側のラインＬＯ６側では、全て三
角形ＴＲ１の内側のピクセルＰＸ１２〜ＰＸ１６が選択
されるので、隣接した複数の三角形ＴＲ１を描画する
時、同一のピクセルＰＸｉｊに対して２度書きしてしま
うことを防止でき、三角形ＴＲ１の辺をより正確に描画
できる。

【０１３０】この一実施例によれば、三角形の辺を生成
するに際し、選択ＤＤＡのアルゴリズムに基づく判別式
Ｅの符号に対応する判別信号ＳCH１をＸＳブロック１２
の判別部２１にて形成し、該判別信号ＳCH１によって、
Ｚブロック１３、Ｒブロック１４、Ｇブロック１５、Ｂ
ブロック１６の演算部５２のＺＴレジスタ７１或いはＺ
Ｆレジスタ７２に保持されている増分としての値を選択
的に取り出しているので、増分値を正しく選択でき、Ｚ
値及びカラーデータを正しく算出することができる。そ
して、Ｚ値を正しく算出することができるので、隠線、
隠面処理を正しく行うことができる。

【０１３１】この一実施例によれば、エッジを生成する
に際し、ブレゼンハムのアルゴリズムに基づく判別式Ｅ
の符号に対応する判別信号ＳCH１をＸＳブロック１２の
判別部２１にて形成し、該判別信号ＳCH１によって、Ｘ
Ｓブロック１２の演算部２２のＸＴレジスタ４１或いは
ＸＦレジスタ４２に保持されている増分としての値を選
択的に取り出しているので、Ｘ座標及び／またはＹ座標
のデータの増分値を正しく選択できる。

【０１３２】また、この一実施例によれば、エッジを生
成するに際し、傾きが１を越えるブレゼンハムのアルゴ
リズムに基づく判別式Ｅの符号に対応する判別信号ＳCH
２をＲブロック１４、Ｇブロック１５、Ｂブロック１６
の各判別部５１にて夫々形成し、該判別信号ＳCH２によ
って、Ｒブロック１４、Ｇブロック１５、Ｂブロック１
６の演算部５２のＺＴレジスタ７１或いはＺＦレジスタ
７２に保持されている増分としての値を選択的に取り出
しているので、増分値を正しく選択でき、カラーデータ
を正しく算出することができる。

【０１３３】更に、こ
の一実施例によれば、エッジを生成するに際し、選択Ｄ
ＤＡのアルゴリズムに基づく判別式Ｅの符号に対応する
判別信号ＳCH２をＺブロック１３の判別部５１にて形成
し、該判別信号ＳCH２によって、Ｚブロック１３の演算
部５２のＺＴレジスタ７１或いはＺＦレジスタ７２に保
持されている増分としての値を選択的に取り出している
ので、増分値を正しく選択でき、Ｚ値を正しく算出する
ことができ、Ｚ値を正しく算出することができるので、
隠線、隠面処理を正しく行うことができる。

【０１３４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、３次元を構成
するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の夫々の軸の座標データの初期値
に対する増分値を、座標データの変化に対応して適切に
選択でき、ラインを正しく描画できる共に、Ｚ値及びカ
ラーデータを正しく算出することが出来るという効果が
ある。

【０１３５】Ｚ値を正しく算出することができるので、
隠線、隠面処理を正しく行うことができるという効果が
あり、これによって、面のエッジを生成する時、正しく
３次元面上にのせることができるという効果がある。

【０１３６】トライアングルを生成する時、隣接するト
ライアングルの境界線近傍のピクセルに対する２重書き
を防止でき、隣接するトライアングルが、同じピクセル
を生成することを防止できるという効果がある。また、
隣接するトライアングルの境界には、ピクセルを必ず生
成できるという効果がある。

【０１３７】請求項２の発明では、請求項１と同様な効
果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の全体ブロック図である。

【図２】ライン・ブロックのブロック図である。

【図３】ＸＳブロックのブロック図である。

【図４】ＸＳブロックの判別部のブロック図である。

【図５】ＸＳブロックの演算部のブロック図である。

【図６】ＸＥブロックのブロック図である。

【図７】Ｚブロックのブロック図である。

【図８】Ｚブロックの判別部のブロック図である。

【図９】Ｚブロックの演算部のブロック図である。

【図１０】始点と終点の座標に基づくラインの描画を説
明する説明図である。

【図１１】始点と終点の座標に基づくラインの描画を説
明する説明図である。

【図１２】メジャー軸とマイナ軸の概念を説明する説明
図である。

【図１３】傾きが１を越えるブレゼンハムのアルゴリズ
ムを説明する説明図である。

【図１４】三角形の辺及び、該三角形内部の補間、描画
を説明する説明図である。

【符号の説明】

２ラインブロック１２ＸＳブロック１３Ｚブロック１４Ｒブロック１５Ｇブロック１６Ｂブロック２１、５１判別部２２、５２演算部３１ＥＴレジスタ３２ＥＦレジスタ３３、３７、４３、５３、６３、７３セレクタ３４、４４、７４加算器３５ＥＡレジスタ３６零検出器４１ＸＴレジスタ４２ＸＦレジスタ４５ＸＡレジスタＳCH１、ＳCH２判別信号ＳDT 零検出信号ＬＯ１、ＬＯ２、ＬＯ３、ＬＯ４、ＬＯ５、ＬＯ６ラ
イン６１ＥＺＴレジスタ６２ＥＺＦレジスタ６５ＥＺＡレジスタ７１ＺＴレジスタ７２ＺＦレジスタ７５ＺＡレジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元を構成する各軸の座標データの初
期値に対し、標準のブレゼンハムのアルゴリズム、或い
は、線分の傾きを任意の値に拡張し得るブレゼンハムの
アルゴリズムを適用して新たな座標データを算出する画
像の描画装置。
【請求項２】３次元を構成する各軸の座標データの初
期値に対し、標準のブレゼンハムのアルゴリズム、或い
は、線分の傾きを任意の値に拡張し得るブレゼンハムの
アルゴリズムを適用して新たな座標データを算出し、上記新たな座標データの内、マイナ軸の増分に応じて、
Ｚ座標データとして任意の値を順次、加算する画像の描
画装置。