JPH06301362A - 画像発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ランダムスキャン方式により表示されるデー
タ表示の高速化。 【構成】 コンピュータで画像生成された画像表示デー
タをランダムスキャン表示する装置で、前記生成された
表示データが読出され表示されるまでの間、該表示デー
タを一時的に格納するバッファメモリへのバッファリン
グ時において、該表示データに付帯する表示座標情報を
もとにデータを複数のブロックに分け格納し、該データ
の読み出し時には相隣合うブロック順に読み出し表示す
ようにした画像発生装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像データベースをもと
にコンピュータによって生成する画像の発生装置で例え
ば乗り物の運転シミュレータ等に用いて、好適な画像発
生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６と図７は、従来方式の一例を示すコ
ンピュータ画像発生装置のブロック図である。この画像
発生装置は画像データベースをもとにコンピュータによ
って作られた画像データの内で、ランダムスキャン方式
で表示可能な画像データと、ラスタスキャンで表示する
平面データと組合わせ表示するシステムである。図６に
おいて、画像データベースをもったホストＣＰＵ（Ｃｅ
ｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１
は、表示装置３０での画像表示に必要なデータのみを抽
出してデータ処理装置３２へ供給する。データ処理装置
３２は画像データに対して幾何学変換やレンダリング処
理等を施す。ここで、幾何学変換とレンダリングについ
て簡単に説明する。コンピュータ上で図形（建物、人、
動物等）を定義されたものを二次元の表示装置に表示す
る場合、この図形は、コンピュータの中で、多角形（一
般的には三角形が使われる）の集まりとして、三次元空
間座標系で定義されていなければならない。三次元情報
を基に二次元表示装置に図形を立体的に表示する場合、
ある視点位置からある図形（前述の三次元座標系で定
義）を見たとき、どのような形、大きさ、明るさ、色で
見えるかを三次元空間と視点及び二次元表示装置との幾
何学的な位置関係より求める。また、レンダリング処理
とは前記幾何学変換された頂点情報をもとに、二次元表
示装置に表示したい図形をより立体的に、リアルな図形
とするために、この頂点情報によって形作られる多角形
内部の色、明るさ、質感（テクスチャ）付け等の処理を
画素単位で行い、この結果を表示装置に表示する前に一
時的に記憶する一連の処理を言う。前述のような、幾何
学変換やレンダリング処理等が施されたデータは同装置
内のバッファメモリに一時的に蓄えられ最終的には表示
装置３０に表示される。図８に表示装置３０に表示され
た画面の一例を示す。 ここで、同図に示すような、例
えば、フライトシミュレータ用の画像表示装置の場合、
建物、道路、山、畑等は多数の多角形のまとまりとした
平面（多角形：例えば三角形、五角形等）データで表現
され、ラスタスキャン方式で表示される。一方、ランダ
ムスキャン方式で表示されるのは夜の街並みやエアポー
ト等の各種燈火を表現するデータ（以下ライトポイント
データと称す）である。これら平面データとライトポイ
ントデータは時分割に表示装置３０により表示される。
表示装置３０にはタイミングに応じて、データ処理装置
３２から平面データまたはライトポイントデータのいず
れかが供給される。図７は図６を平面データ系と、ライ
トポイント系に機能分散したシステムを示すブロック図
である。ホストＣＰＵ３１から供給される画像データの
内で、平面データはデータ処理装置３３で、一方のライ
トポイントデータは、データ処理装置３４でそれぞれに
前述の幾何学変換やレンダリング等の処理が施され、各
々のバッファメモリ（図示せず）に一時的に蓄えられ
る。前述のようにライトポイントは、ランダムスキャン
方式で表示されるため、次に表示すべきライトポイント
の表示系上の移動距離から、表示装置３０の電子ビーム
が安定するまでの時間（以下ライトポイント移動時間と
称す）を計算し、この移動時間経過後ライトポイントを
発光させるような時間管理処理も行わなければならな
い。すなわち、データ処理装置３４で処理されたライト
ポイントデータは、ランダムスキャン方式のライトポイ
ント表示時間帯中は前述の移動時間や発光タイミング時
間の管理がライトポイント移動制御装置３５で行なわれ
てデータマルチプレクサ３６を介して表示装置３０に供
給される。ここで、前述の図６と図７の従来のコンピュ
ータ画像発生装置において、ライトポイントデータが画
像処理されてから表示装置へ供給され表示されるまでの
処理方法として、処理された順番にＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓ
ｔ−Ｉｎ−Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）メモリに蓄えて読出す
方法がある。また、ライトポイントデータに表示すべき
ライトポイントがあることを示すフラッグをもたせ、読
出す時は表示系の座標の昇降順番にこのメモリのフラッ
グをチェックする方法等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術には、
コンピュータ画像生成システムで生成された画像データ
は、表示系の座標の昇降順番やある規則に従うことなく
ランダムにホストＣＰＵから供給されるため、ランダム
スキャン方式により表示されるライトポイントデータ
は、表示系上の相互の表示位置とは全く無関係にデータ
処理され表示される。この場合、図８に示すような夜の
エアポートの滑走路上のライトポイントや上方の街並み
のライトポイントの表示順位は、近傍にあるライトポイ
ントを順番に表示することなく、例えば、ＬＰ１、ＬＰ
２、ＬＰ３、ＬＰ４、ＬＰ５・・・・・のように、表示
位置が大きく変わることがある。このため、ライトポイ
ント移動時間（表示装置の電子ビームが安定するまでの
時間）を確保する表示処理が増大する。また、表示系の
当該座標位置に表示すべきライトポイントデータがある
か否を示すフラッグを用意したメモリを座標の昇降順に
チェックしながらライトポイントデータをバッファメモ
リより読出し表示すると、読出し時に膨大なチェック時
間と、表示画像のリフレッシュ毎にフラッグ用のメモリ
を初期化をしなければならないため、これにも膨大な時
間を要する。また、これらの条件により、決められた表
示割当時間に表示可能な数にライトポイント数が制限さ
れ、不自然なライトポイントの点滅が生じたりして、忠
実な各種燈火の表示ができなくなるという欠点がある。
本発明は、これらの欠点を解決するためのデータブロッ
ク化方式を提供することを目的とする。

【０００４】

【問題を解決するための手段】本発明は、これらの欠点
を解決するために、データ処理装置で画像処理されたデ
ータが読出され表示されるまでに、一時的に蓄えておく
バッファメモリへのバッファリング時に、データに付帯
する表示系の位置情報をもとにデータをブロック分け
し、読み出し時には近接するブロック順に読み出すよう
にしたものである。

【０００５】

【作用】その結果、表示データは表示位置が互いに近接
する集まりで、バッファメモリに蓄えられる。読み出し
時においては、近接するブロック順で読出すことで画像
データは位置関係が相互に近接するものが表示されるた
め、表示切り換え時間を短縮することができ、また、単
位時間当りの表示可能な画像データ数が増大し、より忠
実な画像表示ができる。

【０００６】

【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。同図におい
て、５はデータ格納メモリ、３４はデータ処理装置でラ
ンダムスキャンにより表示される画像データ（すなわ
ち、この実施例では従来例で説明したライトポイントデ
ータ）を出力する。１はアドレスメモリである。ここ
で、データ処理装置３４はｘ、ｙ座標とその座標に付帯
する情報から成るライトポイントデータをその表示位置
に関係なくランダムに出力する。 データ格納メモリ５
はｘ、ｙ座標とその座標における各ライトポイント固有
のデータを記憶する。 アドレスメモリ１は、表示画面
（表示装置３０参照）に対応して、そのエリアがＡから
Ｌのブロックに分割されている。すなわち、前記ライト
ポイントデータの内、ライトポイントの位置を示すｘ、
ｙ座標の上位ビットによりブロック分けされていること
になる。なお、座標を示す上位ビットによりブロック分
けする技術に関しては、周知（例えば、特開平２−６１
７１９）であるのでここでの詳細な説明は省略する。ア
ドレスメモリ１には、ライトポイントデータがデータ格
納メモリ５のどのアドレスに書き込まれたかを記憶す
る。表示装置３０にはＣＲＴ、ビデオプロジェクタある
いはレーザ光線スキャナーを用いてもよい。次に、より
具体的にこの動作を説明する。データ処理装置３４よ
り、幾何学変換やレンダリング処理さたライトポイント
データがその表示位置（ｘｙ座標）とは無関係にランダ
ムに出力される。このライトポイントデータは二次元空
間に点在するライトポイントの位置を表わすｘ、ｙ座
標、色情報、明るさ、サイズにより構成される。データ
処理装置３４からのｘ、ｙ座標とその座標に付帯する情
報から成るライトポイントデータはデータ格納メモリ５
に格納される。一方、このとき同時に、アドレスメモリ
１のｘ、Ｙ座標の上位ビットで決まるブロックには前記
ライトポイントデータがデータ格納メモリ５のどのアド
レスに書き込まれたかを記憶する。例えば、任意のライ
トポイントデータにおいて、当該ライトポイントの表示
装置３０における表示位置（ｘｙ座標）がブロックＢに
属し、かつ、そのブロックＢにおける第２番目のデータ
であった場合、アドレスメモリ１のブロックＢの斜線で
示した部分イには当該ライトポイントに関するデータ
（ライトポイントデータ）がデータ格納メモリ５のどの
アドレスに記憶されたかが記録される。 これら、格納
されたメモリの内容の読み出しは、図１の表示装置３０
が、図中のように、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、…Ｋ、Ｌのように
ブロック分けされているという条件において、図示しな
い制御部は相隣合うブロックＡ、Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｅ、Ｄ、
Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｌ、Ｋ、Ｊの順序ロで読み出されるような
ブロックアドレスと当該ブロック内のアドレスを同時に
生成して、アドレスメモリ１をアドレッシングし、ライ
トポイントデータが格納されているデータ格納メモリ５
のアドレス情報を読み出す。このアドレス情報に従っ
て、データ格納メモリ５のアドレス情報を読みだして、
データ格納メモリ５をアドレッシングすることでライト
ポイントデータを読み出すように動作する。すなわち、
図８の表示画面の例で言えば、ライトポイントＬＰ１、
ＬＰ７、ＬＰ８等から読み出され、ＬＰ９、ＬＰ１０…
と進み、最後にブロックＪの位置にあるライトポイント
がＬＰ１１が読みだされ、１画面分が終了する。なお、
ここで、ライトポイントのサイズの違いはフォーカスを
変えることにより、表現するがそのサイズを更に大きく
するときは当該ライトポイント部分のみを部分的にラス
タスキャンしてもよい。次に、図２により、本発明の実
施例の動作をより詳細に説明する。図２は、図１の実施
例をより具体的に示したブロック図である。同図におい
て、３４は前述の通り、ライトポイントデータを前処理
してランダムに出力してくるデータ処理装置、１１は前
記アドレスメモリ１に対応する。２は表示系のｘ、ｙ座
標方向にある大きさで分割した時の一つのブロック内に
いくつのデータを格納しているかの計数（また、当該ラ
イトポイントデータがデータ格納メモリ５のどのアドレ
スに記憶されたかという情報をアドレスメモリ１１の該
当ブロック内の何番目に記憶するかというアドレス情報
にもなる）の情報を格納するブロック内データ計数格納
メモリ、３はブロック内データ計数の情報よりブロック
内アドレスを生成するブロック内アドレス生成部、４は
ライトポイントデータをデータ格納メモリ５より読み出
す時にブロックアドレスを生成するブロックアドレス生
成部、５は前述の通り、データ処理装置３４からランダ
ムに出力されてくるライトポイントデータを格納するデ
ータ格納メモリ、６はライトポイントデータをデータ格
納メモリ５に格納するためのアドレス情報を生成するデ
ータ格納メモリアドレス生成部、１２はブロック内アド
レス生成部３、ブロックアドレス生成部４、データ格納
メモリ５、データ格納メモリアドレス生成部６を制御す
る制御部である。また、１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、前
述の各メモリ、各部を制御するための制御線、１ａはデ
ータバス、１１ａ、２ａ、６ａはアドレス情報、２ｂは
ブロック内データ計数の情報、４ａはブロックアドレス
情報である。次にこの動作を説明する。前処理用として
のデータ処理装置３４からｘ、ｙ座標とその座標に付帯
する情報から成るライトポイントデータがｘ、ｙ座標の
昇降順等とは無関係にランダムにデータパス１ａ上に出
力されてくる。 このライトポイントデータは、データ
格納メモリアドレス生成部６により生成されるｋビット
のアドレス情報６ａでアドレッシングされ、データ格納
メモリ５に格納される。 これと同時に、前記データの
ｘ、ｙ座標の各々の上位ｌ、ｍビットから成るアドレス
情報２ａでブロック内データ計数格納メモリ２をアドレ
ッシングして得られる当該ブロック内データ計数の情報
２ｂをブロック内アドレス生成部３に供給する。次にブ
ロック内アドレス生成部３で生成されるｎビットの新し
いブロック内データ計数の情報２ｂと前記のｌ、ｍビッ
トから成るアドレス情報１１ａでアドレスメモリ１１を
アドレッシングし、データ格納メモリアドレス生成部６
で生成されたｋビットのアドレス情報６ａを格納する。
従って、このとき、データ格納メモリ５に格納されたラ
イトポイントデータが、同メモリ５のデータとしてアド
レスメモリ１１に格納されたことと等価になる。 さら
に、前記のブロック内アドレス生成部３で新しく生成さ
れたｎビットのブロック内データ計数の情報２ｂを、同
じアドレス情報２ａでアドレスシングされるブロック内
データ計数格納メモリ２に書き戻す。以上が一つのライ
トポイントデータのブロック化処理である。次にライト
ポイントデータの表示のための読み出しの動作を説明す
る。初めに、ブロックアドレス生成部４でｌ＋ｍビット
のブロックアドレス情報４ａが生成される。ブロック内
データ計数格納メモリ２ではこのブロックアドレス情報
４ａでアドレッシングされ、ブロック内データ計数の情
報２ｂを発生し、ブロック内アドレス生成部３に取込ま
れ、保持される。その後、アドレスメモリ１１は前記の
ブロックアドレス情報４ａのｌ＋ｍと共にｌ＋ｍ＋ｎビ
ット（ｎはブロック内アドレス生成部３から出力）のア
ドレス情報１１ａとしてアドレッシングされる。そし
て、出力されたアドレス情報６ａでさらにデータ格納メ
モリ５をアドレッシングしてデータバス１ａ上に表示す
べくライトポイントデータを出力する。これで一つのラ
イトポイントデータの読出し処理を終了する。次のライ
トポイントデータを読み出すために、前記と同じブロッ
クアドレス情報４ａをブロックアドレス生成部４に保持
していく。また、ブロック内アドレス生成部３で保持さ
れているブロック内データ計数の情報２ｂに対して生成
部で−１の減算を施した新しいブロック内データ計数の
情報２ｂのｎビットをここで再び保持する。 このｎビ
ット情報とブロックアドレス情報４ａのｌ、ｍから成る
アドレス情報１１ａで前述と同様なアドレッシングをし
て、データ格納メモリ５からライトポイントデータを読
み出す。以上の動作をブロック内データ計数の情報２ｂ
が制御部１２で零を検出するまで実行する。この零が検
出されたならば、次のブロックアドレス情報４ａをブロ
ックアドレス生成部４にて生成し、このアドレスで前述
と同様な読出し動作を行なう。図３は本発明の他の実施
例の一例を示すブロック図で、図１におけるアドレスメ
モリ１に内容アドレス可能メモリを用いたものである。
図１、図２において説明したアドレスメモリは、アドレ
ス情報を行と列方向にデコードして内部のメモリセルを
アドレッシングしてデータを読み書きする。従来から広
く用いられているメモリを普通に用いた例を示したもの
である。したがって、図１のようにアドレスメモリ内自
体をブロック分けして制御しなければならない。これに
対して、図３は通常のアドレスメモリを使用する代わり
に、内容アドレス可能メモリ（Ｃｏｎｔｅｎｔ Ａｄｄ
ｒｅｓｓａｂｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ：以下ＣＡメモリと称
す）でアドレスメモリを構成するようにしたものであ
る。このメモリはブロック情報自身を比較しメモリに持
つことができるため、メモリをブロック分けしなくても
ブロック分け管理ができる。すなわち、 このＣＡメモ
リは、アドレス情報を供給すると、アドレス情報と同じ
ビットパターンがあるかどうかを検索し、あれば「ヒッ
トした」という情報と共にそれに付帯するデータを出力
するというものである。 図４にこのＣＡメモリ書き込
み時の動作説明図、図５に読み出し時の動作説明図を示
す。両図に示すように、このメモリは比較子と情報のペ
アで一つのデータとして、各々比較子メモリと情報メモ
リ部に自由なロケーションで記憶される。読み出しは、
供給される比較子データをビットパターンとして一斉に
比較メモリのビットパターンとの間で比較し、同じビッ
トパターンが見つかれば「ヒットした」という情報を出
力する。これと同時に、このビットパターンの比較子デ
ータとペアになっている情報メモリにより情報を出力す
る。図３の実施例の、アドレスメモリ１３において、ア
ドレス情報１１ａのｌ＋ｍ＋ｎのビットパターンが比較
子データに、アドレス情報６ａのｋビットのデータが情
報として、このメモリで取り扱われる。以下、このＣＡ
メモリを使用したときの動作を図３により説明する。７
は各メモリ、各部の動作を制御する制御部、１３はデー
タ格納メモリのアドレスを格納するアドレスメモリ、１
３ａはアドレスメモリ１３からのヒット情報である。こ
れら以外の符号は図２と同一物を示す。以下この動作に
ついて説明する。データの格納については図２の動作と
概ね同一であるので、ここでは簡単に説明する。ライト
ポイントデータがデータ処理装置３４からランダムにデ
ータバス１ａ上に出力される。このライトポイントデー
タは、データ格納メモリアドレス生成部６で生成された
ｋビットのアドレス情報６ａでアドレッシングされるデ
ータ格納メモリ５に格納される。同時にこのライトポイ
ントデータのｘ、ｙ座標の各々の上位ｌ、ｍビットから
成るアドレス情報２ａでブロック内データ計数格納メモ
リ２をアドレッシングし、ブロック内データ計数の情報
２ｂを読み出して、ブロック内アドレス生成部３にて＋
１を累積する。そして、得られた新しい当該ブロック内
データ計数の情報２ｂのｎビットをブロック内データ計
数格納メモリ２へ前記と同じアドレスに書き戻す。この
ようにして、ＣＡメモリ１３には新しいブロック内デー
タ計数の情報２ｂのｎビットと、当該ブロックアドレス
情報であるｘ、ｙ座標の各々の上位ｌ、ｍビットから成
るアドレス情報１１ａ（すなわち、ｌ＋ｍ＋ｎビット）
と、メモリ１３のデータとしてのアドレス情報６ａが共
に記憶される。以上が、一つのライトポイントデータの
ブロック化処理である。次にライトポイントデータの表
示のための読出しは、以下の通りである。ブロック番号
の昇降順番にブロックアドレスを生成するブロックアド
レス生成部４のブロックアドレス情報４ａでアドレッシ
ングされるブロック内データ計数格納メモリ２から読み
出されるブロック内データ計数の情報２ｂのｎビット
は、ブロック内アドレス生成部３に取込まれ保持され
る。この情報とブロックアドレス情報４ａのｌ＋ｍビッ
トから成るアドレス情報１１ａをＣＡメモリ１３に供給
すると、ＣＡメモリ１３はこのアドレス情報１１ａがメ
モリ内に格納されているかどうかをビットパターンで一
斉に検索し、メモリ内にあれば「ヒットした」というヒ
ット情報１３ａを出力する。同時にアドレス情報６ａも
出力され、このアドレス情報６ａでアドレッシングされ
るデータ格納メモリ５から表示すべくライトポイントデ
ータが読出される。以上が一つのライトポイントデータ
の読出し処理である。次のライトポイントデータを読出
すために、ブロックアドレス情報４ａは前記と同じく保
持しておき、ブロック内アドレス生成部３で保持されて
いるブロック内データ計数の情報に対して、ブロック内
アドレス生成部３で−１の減算を施した新しいブロック
内データ計数の情報２ｂのｎビットを再び保持すると共
にブロックアドレス情報４ａのｌ＋ｍビットと共に、前
述と同様なメモリアドレッシングを、ＣＡメモリ１３の
ヒット情報１３ａが得られる間実行して、ライトポイン
トデータを読み出す。一方、ヒット情報１３ａが得られ
なくなった場合は、当該ブロックアドレス情報４ａが示
すブロック内にデータが存在しないか、または前述の一
連の読み出し処理で全てのデータを読み出したかのいず
れかである。次のブロックからのデータ読み出し処理の
ために、新しいブロックアドレス情報４ａをブロックア
ドレス生成部４で生成し、以下の動作は前述と同じであ
り、これを全てのブロックアドレスに対して実行する。
以上がアドレスメモリに内容アドレス可能メモリを用い
た場合の例であり、図２の例と比較した場合、アドレス
メモリ容量を激減することができる。例えば、実施例の
図２は、２のｌ＋ｍ＋ｎ乗×ｋビットに対し、図３では
（ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｋ）×２のｋ乗ビットですむことにな
る。なお、先に説明した通り、本発明はランダムスキャ
ンに適用されるものではあるが、表示ポイントのサイズ
が大きい場合はその部分のみをラスタスキャンで表示し
てもよい。すなわち、部分的にラスタで表現しても、全
体としてランダムスキャンを用いて画像を表示する装置
に適用可能である。

【０００７】

【発明の効果】本発明によれば、ランダムスキャン方式
による図形データの表示における処理時間は激減する。
逆に、単位時間当りの表示可能な画像データの数は増大
し、より実画面に忠実な表示が可能となる。 本発明は
特に航空機、自動車等の比較的動きの早い模擬訓練装置
の画像表示に利用することにより特に有効となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図。

【図２】本発明の詳細な実施例を示すブロック図。

【図３】本発明の他の詳細な実施例を示すブロック図。

【図４】内容アドレス可能メモリの説明図。

【図５】内容アドレス可能メモリの説明図。

【図６】従来例システムブロック図。

【図７】従来例システムブロック図。

【図８】表示装置に表示されたエアーポートの模式図。

【符号の説明】

１ アドレスメモリ ２ ブロック内データ計数格納メモリ ２ａ アドレス情報 ２ｂ ブロック内データ計数の情報 ３ ブロック内アドレス生成部 ４ ブロックアドレス生成部 ４ａ ブロックアドレス情報 ５ データ格納メモリ ６ データ格納メモリアドレス生成部 ６ａ アドレス情報 ７ 制御部 ９ データ処理装置 １１ アドレスメモリ １１ａ アドレス情報 １３ 内容アドレス可能メモリ １３ａ ヒット情報

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンピュータで画像生成された画像表示
   データをランダムスキャン表示する装置で、前記生成さ
   れた表示データが読出され表示されるまでの間、該表示
   データを一時的に格納するバッファメモリへのバッファ
   リング時において、該表示データに付帯する表示座標情
   報をもとにデータを複数のブロックに分け格納し、該デ
   ータの読み出し時には近接するブロック順に読み出し表
   示するようにしたことを特徴とする画像発生装置。
2. 【請求項２】 画像データベースをもとにコンピュータ
   によって生成される画像データをランダムスキャンとラ
   スタスキャンとを組み合わせて表示するコンピュータ画
   像発生装置のランダムスキャンによる画像表示におい
   て、表示位置関係とは無関係に人力されてくる表示デー
   タを該表示データに付帯する表示座標情報をもとに、表
   示位置が互いに近い表示データの集りでブロック分け格
   納し、該データの読み出し時には近接するブロック順に
   読み出し表示するようにしたことを特徴とする画像発生
   装置。