JPH0667648A - 疑似３次元画像合成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表示画面上、裏の部分に当たるポリゴンの処
理を最小限に抑えることができる、疑似３次元画像合成
装置を提供すること。 【構成】 画像情報供給源１０では、３次元表示物体の
各頂点座標を所定の投影面上に透視投影変換し、これを
複数のポリゴンからなる２次元画像に変換し、このポリ
ゴンの頂点座標が、ポリゴンの裏表情報に応じた順序で
出力される。フイールドプロセッサ回路１２では、ポリ
ゴンを構成する輪郭線と水平走査線とが交叉する輪郭点
のＸ座標を、前記ポリゴンの各頂点を結ぶ各輪郭辺ごと
に演算し、これを第１の輪郭点と第２の輪郭点の輪郭点
ペアとして出力する。そして、この輪郭点ペアを基に画
像合成装置１４、カラーパレット３８にて画像情報を形
成する。この場合、フィールドプロセッサ回路１２で
は、ポリゴンの各頂点座標の出力順序と、各輪郭辺の始
点と終点の頂点座標の増減と、第１、第２の輪郭点の座
標の増減とにより、ポリゴンの裏表を判別している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は疑似３次元画像合成装置
に関する。

【０００２】

【背景の技術】従来より、３次元画像を２次元的に画像
表示する疑似３次元画像合成装置が周知であり、例えば
３次元画像用のビデオゲーム，飛行機および各種乗り物
のシュミレータ，コンピュータグラフィックス，ＣＡＤ
装置のディスプレイおよびその他の用途に幅広く用いら
れている。

【０００３】本発明者は、このような疑似３次元画像合
成装置として、任意の形状の３次元物体を、後述するよ
う、複数のポリゴンの組み合わせ画像として合成表示す
る装置の開発研究を進めている。しかし、この装置によ
り画像表示する場合、これらの複数ポリゴンのうち、２
次元表示画面から見えないポリゴン、即ち裏のポリゴン
に当たるものは、処理する必要がない。従って、この裏
に当たるポリゴンをあらかじめ処理をする対象から外せ
ば、その後の処理時間、処理データ量が、理想的には約
１／２に低減されることとなり、特にリアルタイムに画
像合成を行う画像合成装置においては、ハードウエアの
負担を大幅に軽減させることができることとなる。

【０００４】本発明は、このような課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、表示画面上、裏の部分に当た
るポリゴンの処理を最小限に抑えることができる、疑似
３次元画像合成装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明に係る疑似３次元画像合成装置は、複数の頂点
座標の組み合わせとして構成される多面体として表現さ
れた３次元表示物体の各頂点座標を所定の投影面上に透
視投影変換し、前記３次元表示物体を投影された各頂点
で表される複数のポリゴンを組み合わせた２次元画像に
変換し、この各ポリゴンの各頂点座標が、各ポリゴンの
裏表情報に応じた順序で出力される画像情報供給手段
と、前記ポリゴンを構成する輪郭線と前記ラスタディス
プレイ用の水平走査線とが交叉する輪郭点のＸ座標を、
前記ポリゴンの各頂点を結ぶ各輪郭辺ごとに演算し、こ
れを第１の輪郭点と第２の輪郭点の輪郭点ペアとして出
力する輪郭点演算手段と、演算される各ポリゴンの輪郭
点ペアに基づき、前記複数のポリゴンを組み合わせ前記
２次元画像合成用の画像信号を出力する画像信号合成手
段と、を含み、前記輪郭点演算手段は、前記画像情報供
給手段から出力されるポリゴンの各頂点座標の出力順序
と、各輪郭辺の始点と終点におけるポリゴンの各頂点座
標の増減と、第１の輪郭点と第２の輪郭点の座標の増減
とにより、処理を行っているポリゴンが裏のポリゴンか
表のポリゴンであるかを判別し、裏のポリゴンである場
合は輪郭点ペアとして出力しないことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明によれば、前記画像情報供給源から出力
されるポリゴンの各頂点座標の出力順序と、各輪郭辺の
始点と終点におけるポリゴンの各頂点座標の増減と、第
１の輪郭点と第２の輪郭点の座標の増減とにより、処理
を行っているポリゴンが裏のポリゴンか表のポリゴンで
あるかを判別され、裏のポリゴンである場合は輪郭点ペ
アとして出力されない。従って、その後の演算処理にお
いて裏のポリゴンの処理を省くことができ、演算処理の
効率化を図ることができる。

【０００７】

【実施例】

［実施例の目次］ Ａ．発明の概要説明 Ｂ：実施例 Ｂ１：画像情報供給源 ＊着眼点 ＊構成 ＊作用 ＊付随デ―タ ＊コミュニケ―ションメモリ Ｂ２：フィ―ルドプロセッサ回路 ＊多角形認識番号 Ｂ３：画像合成装置 （ａ）記憶回路 ａ−１．フィ―ルドメモリ ＊デ―タ書込順序 ＊ワ―ド構成 ａ−２．付随デ―タメモリ （ｂ）ラインバッファ （ｃ）ラインプロセッサ回路 ＊デ―タ読出し部 ＊デ―タ書込み部 ＊空き領域検出部 ＊塗り潰し動作の具体例 （ｄ）本実施例と従来装置との比較 Ｃ：具体例 Ｃ１：第１の具体例 （ａ）仕様 （ｂ）デュアルポ―トＲＡＭ （ｃ）画像情報供給源 （ｄ）フィ―ルドプロセッサ回路 ＊構成 ＊動作 （ｅ）フィ―ルドメモリ （ｆ）ラインバッファ （ｇ）ラインプロセッサ回路 ＊輪郭点情報の読出し ＊塗り潰し処理 ＊塗り潰し動作の具体例 ＊空きピクセル ＊多角形の表示可能数 ＊デュアルポ―トＲＡＭ Ｃ２：第２の具体例 ＊完全不連続型 ＊半不連続型 ［実施例］次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説
明する。

【０００８】Ａ：概要説明 本発明は、外部から供給される各種の図形情報に基づ
き、ＣＲＴ表示用の画像信号をリアルタイムで合成出力
可能な装置に関するものである。

【０００９】第２図には、本発明を用いた疑似３次元画
像合成装置の好適な１例が示されており、実施例の装置
は、画像情報供給源１０、フィ―ルドプロセッサ回路１
２及び画像合成装置１４からなる。

【００１０】前記画像情報供給源１０は、３次元の立体
情報を扱い、これに回転、平行移動、透視投影等の各種
変換を施して、表示すべき３次元情報を２次元の図形の
組合せ情報に変換し、これを疑似３次元情報として出力
している。

【００１１】この疑似３次元情報には、図形の形状、位
置、優先度等の他、例えばカラ―コ―ド、及びその他の
付随デ―タが含まれている。

【００１２】前記フィ―ルドプロセッサ回路１２は、こ
のようにして出力される疑似３次元情報に基づき、ＣＲ
Ｔ上に表示される各図形の輪郭を演算する。そして、各
多角形の輪郭点を、対応する付随デ―タとともに輪郭点
情報として順次出力している。

【００１３】そして、画像合成装置１４は、このように
して出力される輪郭点情報に基づき、ＣＲＴ表示用の疑
似３次元画像信号をリアルタイムで演算出力する。

【００１４】Ｂ：実施例 第１図には、前記疑似３次元画像合成装置を用いて形成
された飛行機用操縦シュミレ―タ装置の好適な１例が示
されている。

【００１５】Ｂ１：画像情報供給源 本実施例において、画像情報供給源１０は、飛行中にお
ける各種フライト条件のシュミレ―ション画像を演算
し、このシュミレ―ション画像を複数の図形の組合せ情
報として、コミュニケ―ションメモリ２８を介してフィ
―ルドプロセッサ回路１２へ向け出力している。 ＊着眼点 ところで、画像情報供給源１０から出力される画像のリ
アリティを高めるためには、扱う情報量が多い程有利と
なる。

【００１６】この反面、画像情報供給源１０の高速化を
図るためには、扱う情報量が少い程有利となる。

【００１７】従って、画像情報供給源１０から出力され
る信号のリアリティを高め、しかもその高速化を可能と
するためには、少い情報量でよりリアリティのある画像
を得る信号処理を工夫する必要がある。

【００１８】このためには、画像情報供給源１０の出力
する疑似３次元情報から、有用性の低い情報を必要に応
じて順次削除すれば良い。本出願人は、このような観点
に立って、次の４つのポイントについての検討を行っ
た。ポイント１ ３次元物体に関する情報の内、最も有用性の低い情報
は、物体の内部に関するものである。

【００１９】これは、物体が半透明でない限り、その内
部は目に見えず無視することができるからである。

【００２０】従って、３次元画像情報として扱うもの
は、物体表面に関する情報に限れば充分であることが理
解される。ポイント２ また、物体の表面細部における情報が損なわれることを
我慢すれば、物体の表面形状は、これを「平面図形」の
組合せから成る集合体と見なして簡略化することができ
る。

【００２１】従って、物体表面の情報を、図形形状及び
色情報等から成る「平面図形」のみに限定すれば、扱う
情報量を更に少ないものとすることが可能となる。ポイント３ 前記ポイント２で絞られた図形形状に関する情報を、更
に限定して、円、楕円、多角系等、なんらかの規則に従
って単純化された図形形状に限定することにより、扱う
情報を更に少ないものとすることが可能となる。ポイント４ 前記ポイント３で単純化された図形形状としては、円、
楕円、多角形等が考えられる。しかし、このような複数
の図形形状を適宜選択使用すると、回路全体が複雑化す
るばかりでなく、「図形の種類の選択」という新な情報
が必要となる。

【００２２】従って、このような組合せ表示に用いられ
る図形の種類は、円，楕円又は多角形のいずれか１種類
に限定することが好ましい。

【００２３】このため、任意の図形の組合わせ表示とい
う観点にたって、これら各図形をそれぞれ検討してみる
と、フレキシビリティの点で多角形がもっとも有利であ
る。

【００２４】実施例の画像情報供給源１０は、このよう
な観点に基づいて形成されており、各３次元物体を複数
の多角形の組合せ情報として順次演算出力している。

【００２５】このようにすることにより、実施例の画像
情報供給源１０は、よりリアリティのある画像信号を合
成するために必要な情報を、高速で演算出力することが
可能となる。 ＊構成 以下、本実施例の画像情報供給源１０の具体的な構成を
詳細に説明する。

【００２６】実施例において、この画像情報供給源１０
は、操作部２０，メインＣＰＵ回路２２，３次元情報メ
モリ２４，３次元演算回路２６を含む。

【００２７】そして、前記操作部２０は、実際の飛行機
の操縦席と全く同じに形成され、その操作内容は、スイ
ッチや可変抵抗器を介して電気信号に変換され、メイン
ＣＰＵ回路２２に向け出力されている。

【００２８】メインＣＰＵ回路２２は、シュミレ―タと
しての動作の中枢部をなすものであり、操作部２０から
出力される信号に基づき、飛行機の飛行位置を表すデ―
タを演算し３次元演算回路２６へ向け出力する。

【００２９】また、このメインＣＰＵ回路２２は、３次
元演算回路２６から出力される各種の状況信号、例えば
「飛行機が他の物体に衝突した」、「飛行機が乱気流に
入った」、「飛行機が目的地に到達した」等の情報を受
け取り、これに応じた状況デ―タを演算し、３次元演算
回路２６へ向け出力している。

【００３０】また、前記３次元情報メモリ２４には、あ
らゆる物体が多面体として表現され、この多面体の各頂
点を表す３次元座標デ―タと、多面体の各表面を各頂点
の繋がりとして表す多角形デ―タとが書込み記憶されて
いる。ここにおいて、前記各多面体デ―タは、固定座標
系を用いて表されている。

【００３１】また、前記３次元演算回路２６は、メイン
ＣＰＵ回路２２の演算する飛行機の現在位置に基づき、
３次元情報メモリ２４に格納された各種多面体デ―タを
参照しながら、飛行機から見える光景を演算する。そし
て、その光景を図形情報の組合せとしてコミュニケ―シ
ョンメモリ２８に向け出力している。 ＊作用 実施例において、このような多角形情報の演算は、次の
ような手順に従って行われる。

【００３２】第３図に示すごとく、実施例の３次元演算
回路２６は、飛行機を原点とした移動座標系を想定し、
図中右方向をＸ座標，下方向をＹ座標，前方向をｚ座標
に設定している。

【００３３】そして、メインＣＰＵ回路２２から、飛行
機の現在位置を表す移動座標が出力されると、この３次
元演算回路２６は３次元情報メモリ２４から所定の多面
体デ―タの読み出しを行う。

【００３４】実施例において、３次元情報メモリ２４に
書込まれた情報は、固定座標系を用いて表されているた
め、３次元演算回路２６は、メモリ２４から読出した情
報を移動座標系の座標デ―タに変換する必要がある。

【００３５】この変換には、座標の回転と平行移動とい
う２つの演算要素の組合わせで実現することができ、こ
の変換の過程において、パイロットの視野に入らないこ
とが判明した情報（ｚ＜０等）が除去される。変換によ
り求められた状況デ―タは、メインＣＰＵ回路２２へ向
け出力される。

【００３６】そして、座標変換された各多面体情報は、
次に表示画面がｚ＝０の平面上にあるとして、ｚ＜０の
視点に向って透視投影変換される。

【００３７】このような透視投影変換により、前記各多
面体デ―タは、多面体の各頂点座標をＸ，Ｙの２次元に
変換した点情報の集まりとして表される。また、このよ
うな透視投影変換を行うにあたり、視点と多面体の各頂
点座標との距離を求めておく。

【００３８】そして、前記透視投影変換により求められ
た２次元の点情報（多面体の頂点座標）を、多面体表面
を表す各多角形毎に分類し、分類した多角形がパイロッ
トの視野すなわち画面の視野に入るか否かをチェックす
る。

【００３９】本実施例において、フィ―ルドプロセッサ
回路１２及び画像合成装置１４は、その受付け座標範囲
が、前記視野よりも幾分広く設定されている。

【００４０】このため、３次元演算回路２６は、得られ
る情報を多角形ごとにチェックし、視野に全く入らない
多角形は除去し、一部は視野に入るが残りは受付け座標
範囲を越えているような多角形は受付け座標範囲に入る
ように適当な変形を施している。

【００４１】その後、この３次元演算回路２６は、受付
け座標範囲に入る多角形に対し、視点からの距離の代表
値を決定する。

【００４２】そして、前記代表値の小さい多角形から順
に、優先度の高い多角形情報としてコミュニケ―ション
メモリ２８に向け出力する。 ＊付随デ―タ このとき、コミュニケ―ションメモリ２８に向け出力さ
れる各多角形情報には、多角形の各頂点の２次元座標デ
―タ（Ｘ，Ｙ）のみならず、付随デ―タが含まれる。

【００４３】前記付随デ―タとしては、例えば多角形の
カラ―コ―ド、輝度情報や、他の画像との合成等に有用
なｚ軸座標値、等が考えられる。また、これ以外にも、
例えばこの多角形の傾きを付随デ―タとして与えておけ
ば、面の傾きと光の方向との関係で当該多角形の明るさ
をその後の演算処理により決定することも可能である。

【００４４】なお、本実施例においては、説明を簡単に
するために、付随デ―タとしてカラ―コ―ドが出力され
るものとして以後の説明を行う。

【００４５】以上説明したように、実施例の画像情報供
給源１０は、パイロットの視野に入る情景を複数の多角
形情報の組合せに変換し、優先度の高い多角形情報から
順次コミュニケ―ションメモリ２８へ向け出力すること
になる。 ＊コミュニケ―ションメモリ そして、前記コミュニケ―ションメモリ２８は、画像情
報供給源１０とフィ―ルドプロセッサ回路１２とのイン
タ―フェ―スとして機能し、画像情報供給源１０から出
力される多角形情報を、その優先度の高い順にフィ―ル
ドプロセッサ回路１２へ向け出力している。

【００４６】Ｂ２：フィ―ルドプロセッサ回路 フィ―ルドプロセッサ回路１２は、輪郭点情報演算手段
として機能し、入力される多角形情報に基づき、ＣＲＴ
上に表示される多角形の輪郭を演算出力する。

【００４７】実施例において、前記画像情報供給源１０
から優先度の高い順に出力される多角形情報は、ＣＲＴ
のフィ―ルド走査（奇数フィ―ルドまたは偶数フィ―ル
ドヘの走査）に同期して更新される。

【００４８】このため、実施例のフィ―ルドプロセッサ
回路１２は、フィ―ルド走査時間を１周期として動作
し、この間に入力される多角形情報を優先度の高い順に
内部レジスタに格納する。

【００４９】従って、画像情報供給源１０から、例えば
第４図（Ａ）に示すように、多角形Ａ，Ｂ，Ｃを表す多
角形情報が順次出力される場合を想定すると、フィ―ル
ドプロセッサ回路１２は、まず優先度の最も高い図形Ａ
の各頂点ａ1,ａ2,ａ3,ａ4,を表すＸ，Ｙ座標デ―タと、
当該図形の付随デ―タ（カラ―コ―ド）と、を図形Ａの
多角形情報として読出し、これをその内部レジスタに格
納する。

【００５０】そして、このようにして読出した多角形情
報に含まれる頂点座標デ―タに基づき、多角形Ａの輪郭
線がＣＲＴの各水平走査線と交差する輪郭点位置の演算
を行う。

【００５１】ところで、ある１本の走査線と交鎖する図
形が存在する場合を想定すると、この走査線上には、図
形の輪郭点が必ず少くとも２個存在する（多角形の頂点
は除く）。この２つの輪郭点をその位置によって「左輪
郭点」と「右輪郭点」と定義し、両者合せて「輪郭点ペ
ア」と定義することにする。

【００５２】通常、このような輪郭点ペアは、１個の図
形を考えてみると左右１組存在するのみであるが、特殊
な凹多角形等に関しては、複数組存在する場合もある。

【００５３】実施例のフィ―ルドプロセッサ回路１２
は、演算により求めた各輪郭点位置を、各走査線毎に輪
郭点ペアとしてまとめる。

【００５４】そして、このようにして求めた各輪郭点ペ
アと、図形の付随デ―タとを含む輪郭点情報を画像合成
装置１４へ向け出力する。

【００５５】その後、フィ―ルドプロセッサ回路１２
は、多角形Ｂ，Ｃに対しても同様にしてその輪郭点情報
を順次演算し、求めた輪郭点情報を画像合成装置１４へ
向け出力する。

【００５６】このようにして、本実施例のフィ―ルドプ
ロセッサ回路１２からは、各多角形Ａ，Ｂ，Ｃの各輪郭
点ペア及び付随デ―タから成る輪郭点情報がその優先度
の高い順に順次演算出力されることとなる。 ＊多角形認識番号 また、本実施例のフィ―ルドプロセッサ回路１２は、後
述する記憶回路３２内に付随デ―タメモリ４４が設けら
れている場合には、各多角形Ａ，Ｂ，Ｃに対応する多角
形認識番号を発生し、この認識番号を前記輪郭点ペア及
び付随デ―タとともに記憶回路３２へ向け出力する必要
がある。

【００５７】Ｂ３：画像合成装置 本発明の画像合成装置１４は、このようにして優先度の
高い順に入力される各多角形Ａ，Ｂ，Ｃの輪郭点情報に
基づき、ＣＲＴ表示用の画像信号を合成出力している。

【００５８】本発明において、この画像合成装置１４
は、記憶回路３２と、ラインプロセッサ回路３４と、ラ
インバッファ３６とを含む。 （ａ）記憶回路ａ−１．フィ―ルドメモリ 本実施例において、この記憶回路３２は、輪郭点情報記
憶手段として機能し、通常、フィ―ルドメモリ４２を用
いて形成されている。そして、ＣＲＴの１画面上に表示
される全ての多角形の輪郭点情報を記憶する。

【００５９】第４図（Ｂ）には、このフィ―ルドメモリ
４２の概念図が示されており、そのメモリ空間は、走査
線と１対１に対応するよう、１画面を構成する走査線の
本数と等しい数の水平走査記憶エリアに分割され、各記
憶エリアにはＹ座標に対応したアドレスが与えられてい
る。

【００６０】従ってフィ―ルドプロセッサ回路１２から
出力される各多角形Ａ，Ｂ，Ｃの輪郭点情報は、そのＹ
座標に対応した水平走査記憶エリア内の空き領域に、順
次書込み記憶されることとなる。 ＊デ―タ書込順序 本実施例の装置は、この水平走査記憶エリアに対する輪
郭点情報の書込順序を用いて、各多角形Ａ，Ｂ，Ｃの優
先度を表している。

【００６１】すなわち、実施例のフィ―ルドプロセッサ
回路１２は、優先度の高い多角形Ａ，Ｂ，Ｃの順に輪郭
点情報を出力する。従って、実施例のフィ―ルドメモリ
４２内の各水平走査記憶エリア内には、まず優先度の最
も高い多角形Ａの輪郭点情報が書込まれ、これに続いて
多角形Ｂ，Ｃの順に輪郭点情報が順次書込まれることと
なる。

【００６２】従って、例えばＹ＝２０で指定される水平
走査記憶エリアを例にとると、この記憶エリア内には、
アドレスの小さい順に多角形Ａ，Ｂ，Ｃの各輪郭点情報
が書込まれることになる。 ＊ワ―ド構成 ところで、このようにして書込まれる各多角形の輪郭点
情報に着目してみると、これら各輪郭点情報は、左輪郭
点のＸ座標ＸL ，右輪郭点のＸ座標ＸR 及び多角形の付
随デ―タの３者からなる。

【００６３】このような多角形情報の書込みは、各水平
走査記憶エリアのワ―ド構成をどのようにしても行える
が、実際的なワ―ド構成としては、次に述べる３つのも
のが考えられる。

【００６４】１つの輪郭点情報の格納に１つのワ―ド
を用い、１つのワ―ド内に輪郭点情報を構成する左輪郭
点、右輪郭点及び付随デ―タの全てを格納する。

【００６５】１つの輪郭点情報の格納に２つのワ―ド
を用いる。そして、左輪郭点及び右輪郭点をそれぞれ各
ワ―ドに割当て、付随デ―タもこれを２等分してそれぞ
れのワ―ドに割り当てる。

【００６６】１つの輪郭点情報の格納に３つのワ―ド
を用いる。そして、左輪郭点、右輪郭点及び付随デ―タ
をそれぞれのワ―ドに格納する。

【００６７】本実施例においては、前記いずれのワ―ド
構成を採用することも可能であるが、使用するワ―ド数
が少い程デ―タのアクセスが速くなることは言うまでも
ない。 また、前記〜のいずれのワ―ド構成を採用
するかによって、フィ―ルドプロセッサ回路１２による
輪郭点情報の書込み方法が異なるものとなる。

【００６８】まず、のワ―ド構成を採用した場合に
は、３つの書込み方法が考えられる。

【００６９】まず第１の方法としては、１つの多角形の
輪郭点を演算する過程で、輪郭点ペアが求まった輪郭点
情報から順次書込んでいく方法がある。

【００７０】この場合には、片方の輪郭点を一時記憶す
るためのメモリが必要である。そして、最初に求まった
輪郭点を一旦このメモリに記憶しておき、これと対をな
す他方の輪郭点が求まった時点で双方の輪郭点を輪郭点
ペアとして書込み記憶する。

【００７１】第２の方法としては、リ―ド・モディファ
イ・ライト（読出し，修正，書戻し）を用いたものがあ
る。

【００７２】この方法によれば、多角形の輪郭点演算過
程において、輪郭点ペアの一方の輪郭点が求まると、直
ちに付随デ―タとともにその書込みが行なわれる。そし
て、その後輪郭点ペアの他方の輪郭点が求まった時点
で、先に書込んだ輪郭点を読み出し、新に求めた輪郭点
とともにその書込みを再度行う。

【００７３】なお、付随デ―タはこの時同時に書き込ん
でも良いし、他の時点で書き込んでもかまわない。

【００７４】第３の方法は、１つの多角形の輪郭点を求
める手順そのものが先の２つの方法と異なる。最大点ま
たは最小点を起点として左右輪郭点を同時進行で求め、
付随デ―タとともに書き込みを行う方法である。この方
法では輪郭点を演算する回路がやや複雑になる。

【００７５】なお、前記のワ―ド構成を採用した場
合には、フィ―ルドプロセッサ回路１２は、１つの多角
形の輪郭点演算過程において輪郭点が求まるごとに直ち
にその書込みを行うこととなる。特に、のワ―ド構成
を採用した場合には、輪郭点とは別に付随デ―タのみを
該当するワ―ドに書込む必要がある。ａ−２．付随デ―タメモリ ところで、前記付随デ―タに着目してみると、この付随
デ―タは、前述したように、原則的にフィ―ルドメモリ
４２内へ輪郭点ペアと１纏めにして書込み記憶される。

【００７６】しかし、フィ―ルドメモリ４２内における
付随デ―タの記憶構造は冗長であるため、付随デ―タの
ビット数が大きな場合には、専用の付随デ―タメモリ４
４を別途に設けることが好ましい。

【００７７】この場合、フィ―ルドプロセッサ回路１２
は、輪郭点情報として、輪郭点ペア及び付随デ―タの他
に、多角形認識番号を出力する。

【００７８】そして、付随デ―タメモリ４４内には、前
記多角形認識番号をアドレスとして付随デ―タが書込ま
れることになる。

【００７９】一方、フィ―ルドメモリ４２内には、付随
デ―タの代わりに多角形認識番号が書込まれることにな
る。

【００８０】通常、付随デ―タは、例えば色情報、輝度
情報等のビット数が少ない簡単なものが多く、このよう
な場合には、前記付随デ―タメモリ４４が必要とされる
ことは少い。

【００８１】しかし、このような付随デ―タに、前記色
情報等に加えて、例えば多角形どうしを合成するために
用いるｚ軸座標値、及びその他の特殊機能に関連する情
報が含まれているような場合には、付随デ―タを構成す
るビット数が極めて多くなり、専用の付随デ―タメモリ
４４が必要となるのである。 （ｂ）ラインバッファ ラインバッファ３６は、少くとも１水平走査分のピクセ
ル数に対応した付随デ―タ記憶エリアを有し、各記憶エ
リア内に輪郭点情報に含まれる付随デ―タが書込み記憶
可能に形成されている。

【００８２】第５図（Ａ）及び第６図（Ａ）には、実施
例のラインバッファ３６のフォ―マットが示されてい
る。

【００８３】実施例のラインバッファ３６は、後述する
ラインプロセッサ回路３４が、水平走査信号に同期して
その垂直走査位置に対応する水平走査記憶エリアから各
輪郭点情報（付随デ―タ、左輪郭点位置ＸL,右輪郭点位
置ＸR ）を読み出すと、各輪郭点情報に含まれる付随デ
―タを輪郭点ペア（ＸL,ＸR ）により囲まれるアドレス
に順次書込み記憶するよう形成されている。

【００８４】従って、例えば多角形Ａ，Ｂ，Ｃの付随デ
―タがそれぞれ赤、青、黄色のカラ―コ―ドをそれぞれ
表すものである場合には、このラインバッファ３６の所
定領域にはそれぞれ赤、青、黄色のカラ―コ―ドが書込
まれることになる。 （ｃ）ラインプロセッサ回路 ラインプロセッサ回路３４は、ＣＲＴの水平走査に同期
して、フィ―ルドメモリ４２内の所定水平走査記憶エリ
アから、各多角形の輪郭点情報をその優先度の高い順
に、順次読出す。

【００８５】そして、読出した輪郭点情報の左輪郭点位
置ＸL と右輪郭点位置ＸR とにより囲まれるラインバッ
ファ３６内の記憶エリアに、その付随デ―タを順次書込
み記憶する。

【００８６】本発明において、このラインプロセッサ回
路３４は、デ―タ読出し部４６と、デ―タ書込み部４８
と、空き領域検出部５０と、を含む。 ＊デ―タ読出し部 前記デ―タ読出し部４６は、水平走査に同期して、その
垂直走査位置に対応する水平走査記憶エリアから各多角
形の輪郭点情報をその優先度に従ってって順次読出す。

【００８７】例えば、第４図に示すＹ＝２０のラインを
水平走査する場合を想定すると、デ―タ読出し部４６
は、フィ―ルドメモリ４２内におけるＹ＝２０の水平走
査記憶エリアから、まず多角形Ａの輪郭点情報を読出
し、次に多角形Ｂ，Ｃの順に輪郭点情報を順次読出す。 ＊デ―タ書込み部 そして、デ―タ書込み部４８は、輪郭点情報が読出され
る毎に、この輪郭点ペア（ＸL,ＸR ）によって囲まれる
ラインバッファ３６の記憶エリアに、付随デ―タを順次
書込んでいく。

【００８８】このとき、ラインバッファ３６に対するデ
―タの書込み、すなわち付随デ―タの塗り潰し処理は、
輪郭点情報の読出し順位に従って行われるため、ライン
バッファ３６内には、優先度の高い付随デ―タが先に書
込まれることとなる。

【００８９】従って、このラインバッファ３６上に、後
から書込む付随デ―タは、先に書かれた付随デ―タ上に
重ね書きされることがないよう、その空きエリア（以後
空きピクセルと記す）に対してのみ行う必要がある。 ＊空き領域検出部 しかし、このようなラインバッファ３６内の空きピクセ
ル検出を、いわゆるリ―ド・モディファイ・ライトの手
法を用いて行っていたのでは、とても回路全体の高速化
を図ることができない。

【００９０】そこで、本発明のラインプロセッサ回路３
４は、空き領域検出部５０を用いて、水平走査中におけ
るラインバッファ３６内の空きピクセルを高速で検出し
ている。

【００９１】第５図（Ｂ）及び第６図（Ｂ）にはこの空
き領域検出部５０のフォ―マットが示されており、この
検出部５０は、ラインバッファ３６内の対応するピクセ
ルが空きピクセルである場合には「０」にセットされ、
塗り潰しピクセルである場合には、「１」にセットされ
る。

【００９２】そして、空き領域検出部５０の検出する空
きピクセル情報に基づき、輪郭点情報が読出されるごと
に、前記デ―タ書込み部４８は、その左輪郭点位置ＸL
及び右輪郭点位置ＸR によって囲まれるラインバッファ
３６内の空きピクセルに付随デ―タを順次書込んでい
く。

【００９３】これと同時に、空き領域検出部５０は、前
記左輪郭点位置及び右輪郭点位置により囲まれた空きピ
クセル内に新な付随デ―タが書込まれたことを検出す
る。 ＊塗り潰し動作の具体例 従って、例えば第４図に示すＹ＝２０のラインを水平走
査し、このとき各多角形Ａ，Ｂ，Ｃの輪郭点情報中に、
赤、青、黄のカラ―コ―ドが付随デ―タとしてそれぞれ
含まれている場合を想定すると、ラインプロセッサ回路
３４は、フィ―ルドメモリ４２内におけるＹ＝２０の水
平走査記憶エリアから、まず多角形Ａの輪郭点情報を読
出す。

【００９４】そして、第６図（Ａ）に示すごとく、この
輪郭点情報に含まれる左輪郭点位置ＸLAと右輪郭点位置
ＸRAとにより囲まれたラインバッファ３６のメモリ領域
を、まず赤のカラ―コ―ドで塗り潰していく。これと同
時に、第６図（Ｂ）に示すごとく、空き領域検出部５０
は、左輪郭点位置ＸLA及び右輪郭点位置ＸRAにより囲ま
れた個所以外の領域をラインバッファ３６内の現在の空
きピクセルとして検出する。

【００９５】このようにして多角形Ａの塗り潰し処理が
終了すると、次に、フィ―ルドプロセッサ回路３４は、
次に優先度の高い多角形Ｂの輪郭点情報を同様にして読
出し、その輪郭点情報に含まれる左輪郭点及び右輪郭点
位置ＸLB, ＸRBにより囲まれるメモリ領域を、第５図
（Ａ）に示すごとく、青のカラ―コ―ドで塗り潰してい
く。

【００９６】このとき、ラインプロセッサ回路３４は、
ラインバッファ３６内に既に書込まれた赤のカラ―コ―
ド上に重ね書きされないように、空き領域検出部５０の
検出する空きピクセル（第６図（Ｂ））に対してのみ行
われる。

【００９７】そして、空き領域検出部３６は、同様にし
てこのような書込み動作に基づき第５図（Ｂ）に示すよ
うにラインバッファ３６内の新な空きピクセル領域をリ
アルタイムで検出する。

【００９８】そして、多角形Ｂの塗り潰し処理が終了す
ると、次に多角形Ｃの塗り潰し処理が同様にして行われ
る。

【００９９】このようにして、本実施例のラインプロセ
ッサ回路３４は、ラインバッファ３６を用いて１水平走
査分の画像信号を合成する。

【０１００】そして、このようにしてラインバッファ３
６内に合成された水平走査用の画像信号は、ＣＲＴの水
平走査に同期してカラ―パレットメモリ３８に入力さ
れ、ここでカラ―コ―ドに基づいた具体的なカラ―信号
に変換され、ＣＲＴ４０へ向け出力される。

【０１０１】実施例のラインプロセッサ回路３４は、こ
のようなラインバッファ３６に対する画像信号の合成書
込み及び出力を、ＣＲＴの水平走査に同期して繰返して
行うため、ＣＲＴ４０上には、画像情報供給源１０から
出力されるシュミレ―ション画像が、多角形の組合せ情
報として良好に表示されることになる。 （ｄ）本実施例と従来装置との比較 本実施例の装置では、いわゆる付随デ―タのリ―ド・
モディファイ・ライトという作業が不要となる。

【０１０２】すなわち、ビットマップ・ディスプレイの
方式を用いた画像合成装置では、ビットマップメモリ内
に画像の輪郭線を設定し、その後この輪郭線内を所望の
付随デ―タで塗り潰していくといういわゆる「塗り潰し
作業」が必要となる。

【０１０３】しかし、従来装置を用い、このような塗り
潰し処理を、優先度の高い図形から順に行っていく場合
を想定すると、先に書き込まれた優先度の高い情報を、
後から書き込む優先度の低い情報で消去することがない
よう、いわゆるリ―ド・モディファイ・ライトという時
間のかかる作業をその都度行う必要があり、画像合成を
短時間で行うことができない。

【０１０４】特に、このようなリ―ド・モディファイ・
ライトの処理を行うと、前記塗り潰し作業が画像の変化
に対し追従できない場合が多く、動きの速い動画等のリ
アルタイム表示を得ることができないという問題があっ
た。

【０１０５】また、このような塗り潰し作業は、使用す
るバスラインを大容量のものとすることにより、高速で
行うことも可能である。しかし、このようにすると、扱
う情報量に比し、バスライン及びその他の部材の容量が
大きくなり過ぎ、装置全体が大型でかつ高価なものとな
ってしまうという問題が発生する。

【０１０６】これに対し、実施例の画像合成装置は、空
き領域検出部５０を用いて、ラインバッファ３６内の空
きエリアを検出し、付随デ―タの塗り潰しを行ってい
る。このため、従来装置のように、付随デ―タの塗り潰
し処理を行う際、リ―ド・モディファイ・ライトという
時間のかかる作業を全く行う必要がなく、画像合成を高
速で行うことが可能となる。

【０１０７】特に、付随デ―タのリ―ド・モディファイ
・ライト行わない場合には、画像合成を行う際のデ―タ
演算量が極めて少くてすむ。従って、バスラインの容量
を大きくすることなく、画像信号の合成をリアルタイム
で行うことが可能となる。 本実施例の装置では、使用するメモリの容量を少なく
することができる。

【０１０８】すなわち、従来装置では、少くとも１画面
分の全ピクセル数に対応した付随デ―タを記憶するビッ
トマップメモリを必要とした。

【０１０９】しかし、本実施例の装置では、ビットマッ
プメモリにかわり、１画面分の画像情報の記憶用にフィ
―ルドメモリを用い、塗りつぶし作業用にラインバッフ
ァを用いて、役割の分担を行っている。

【０１１０】フィ―ルドメモリは、ピクセルとの対応関
係はないため、ビットマップメモリより小さな容量で済
む。一方、ラインバッファはピクセルとの対応関係はあ
るが、その容量は走査線の１乃至２本分でよい。

【０１１１】従って、メモリの総容量をビットマップメ
モリより小さくすることが可能となる。 本実施例の装置は、優先度の高い画像の脱落を伴うこ
となく、画像信号を良好に合成出力するととができる。

【０１１２】すなわち、リ―ド・モディファイ・ライト
を用いない装置として、従来より優先度の低い図形から
順に塗潰し処理する装置が知られている。

【０１１３】このような従来装置では、なんらかの原因
でデ―タの書込み時間が不足すると、最も優先度の高い
図形をメモリヘ書込むことができず、この結果ＣＲＴ画
面上には優先度の低い図形のみが表示され、優先度の高
い図形が欠落してしまう場合があるという重大な欠点が
あった。

【０１１４】これに対し、本実施例の装置では、フィ―
ルドメモリ４２内の各水平走査記憶エリア内に多角形
Ａ，Ｂ，Ｃの輪郭点情報をその優先度の高い順に順次書
込み記憶し、このようにして書込まれた各輪郭点情報
を、ラインプロセッサ回路３４を用いて優先度の高い順
に順次読出すよう形成されている。

【０１１５】従って、なんらかの原因でデ―タの書込み
読出し時間が不足した場合でも、最も優先度の高い図形
の脱落を伴なうことなく、画像信号を良好に合成出力す
ることができる。 本実施例の装置は、リアリティの高い疑似３次元画像
をリアルタイムで合成出力することができる。

【０１１６】すなわち、本実施例の装置は、疑似３次元
画像を表示するために、３次元物体の表面形状を、複数
の多角形の集合体として取扱っている。

【０１１７】従って、本実施例によれば、前述したよう
に、少い情報、メモリ容量でよりリアリティの高い疑似
３次元画像をリアルタイムで合成出力することが可能と
なる。

【０１１８】Ｃ：具体例 次に、本発明の装置の具体的な実施例を詳細に説明す
る。

【０１１９】Ｃ１：第１の具体例 実施例の装置は、次のような仕様に基づき水平走査線１
本辺り６４個の多角形を表示できるように形成されてい
る。 （ａ）仕様 （イ）ＣＲＴ（インタ―レ―ス） ピクセル数 576 ×448 個 （576 ×224 個/ フィ―ルド） 走査線数 525 本 （262.5 本/ フィ―ルド） 垂直同期周波数 60.015Hz （垂直周期16.663ms) 水平同期周波数 15.754KHz （水平周期63.477μs) ドットクロック周波数 12.288MHz （ロ）多角形表示個数（１画面） 1.024 個 （ハ）多角形表示個数（水平） 64個 （ニ）入力情報の座標範囲 0 ≦Ｘ≦ 4095 ，0 ≦Ｙ≦ 2047 （ホ）表示座標範囲 2048 ≦Ｘ≦2623， 1024 ≦Ｙ≦ 1471 （回路上 0 ≦Ｘ≦575 ，0 ≦Ｙ≦447 とみなしている。） （ｂ）デュアルポ―トＲＡＭ また、本実施例の装置の各メモリ、例えばコミュニケ―
ションメモリ２８，フィ―ルドメモリ４２，ラインバッ
ファ３６には、前段のプロセッサによるデ―タの書込み
と、後段のプロセッサによるデ―タの読出しとが独立で
行われる、いわゆるデュアルポ―トＲＡＭを用いること
が好ましい。

【０１２０】本実施例において用いられているこれらデ
ュアルポ―トＲＡＭは、それぞれ書込み及び読出し作業
に必要とする容量の２倍の記憶容量を有し、そのメモリ
空間が２つの記憶エリアに２等分されている。

【０１２１】そして、このように２等分された各記憶エ
リアは、前段のプロセッサ及び後段のプロセッサにより
一定周期で交互にアクセスされるように形成されてい
る。

【０１２２】従って、このデュアルポ―トＲＡＭは、そ
の一方の記憶エリアにデ―タの書込みが行われている場
合には、他方の記憶エリアからは書込まれたデ―タの読
出しが行われており、また一方の記憶エリアからデ―タ
の読出しが行われている場合は、他方の記憶エリアに新
なデ―タの書込みが行われることとなる。

【０１２３】第１表には、記憶エリアの切換周期が、各
メモリ毎に示されている。

【表１】 （ｃ）画像情報供給源 本実施例において、画像情報供給源１０はＣＲＴのフィ
―ルド走査に同期して、優先度の高い順に多角形情報を
順次出力している。

【０１２４】例えば第４図（Ａ）に示す画像をＣＲＴ上
に表示する場合、多角形情報は、その優先度に従って図
形Ａ，Ｂ，Ｃの順に順次出力される。

【０１２５】このようにして出力される各多角形情報に
は、その付随デ―タと、多角形の各頂点座標デ―タ
（Ｘ，Ｙ）が含まれている。

【０１２６】実施例において、前記付随デ―タは、多角
形の表示色を表すカラ―コ―ドから成るものとする。こ
のカラ―コ―ドは、前記カラ―パレットメモリ３８のカ
ラ―信号読出しアドレスとして機能するものである。

【０１２７】また、前記各多角形の頂点座標デ―タは、
第７図（Ａ）に示すよう、多角形の輪郭に沿ってａ1 ，
ａ2 ，ａ3 ，ａ4 の順に、反時計回りに出力する必要が
ある。

【０１２８】これは、後述するように、フィ―ルドプロ
セッサ回路１２に裏返し多角形を除去する機能を発揮さ
せるためである。

【０１２９】このようにして、コミュニケ―ションメモ
リ２８内には、第７図（Ｂ），（Ｃ）に示すように、多
角形Ａ，Ｂ，Ｃの多角形情報がその優先順位に従って書
込まれることになる。 （ｄ）フィ―ルドプロセッサ回路 第８図には、本実施例のフィ―ルドプロセッサ回路１２
の具体的な構成が示されている。構成 実施例のフィ―ルドプロセッサ回路１２は、前処理回路
５２，除算回路５４，線分回路５６，輪郭点バッファ５
８，輪郭点カウンタ６０を含む。

【０１３０】前記前処理回路５２は、コミュニケ―ショ
ンメモリ２８内に例えば第７図（Ｃ）に示すように書込
まれた多角形情報を、その優先度に従って多角形Ａ，
Ｂ，Ｃの順に順次読出す。

【０１３１】そして、読出された多角形情報を、多角形
を構成する各辺の情報に整理して線分回路５６へ向け出
力する。この時、除算回路５４は、多角形の各辺の傾き
を演算するために用いられる。

【０１３２】また、線分回路５６は、前処理回路５２か
ら入力されるデ―タに基づき、最初に優先度の一番高い
多角形Ａの輪郭点ペア群を演算し、次に多角形Ｂ，Ｃの
順に輪郭点ペア群をそれぞれ演算する。

【０１３３】そして、演算した輪郭点ペアをカラ―コ―
ドとともに輪郭点情報としてフィ―ルドメモリ４２へ順
次書込んでいく。

【０１３４】ここにおいて、前記輪郭点バッファ５８
は、輪郭点ペアを得るために、先に求まった輪郭点を一
時的に記憶しておくために用いられる。

【０１３５】また、前記輪郭点カウンタ６０は、各水平
走査線毎の輪郭点の数をカウントするレジスタ―群とし
て用いられる。

【０１３６】従って、この輪郭点カウンタ６０は、この
カウント値を２で割ると、１水平走査線上に表示される
輪郭点ペアのカウンタとみなすことができる。これは、
フィ―ルドメモリ４２の個々の水平走査記憶エリアに対
する書込みポインタ―に他ならない。

【０１３７】また、そのカウント値の最下位ビットは、
左輪郭点及び右輪郭点からなる輪郭点ペアが完成した
か、それとも輪郭点ペアの片割れしかできていないのか
を示すフラグとして使うことができる。動作 第９図〜第１３図には、前記フィ―ルドプロセッサ回路
１２のフロ―チャ―トが示されている。

【０１３８】このフロ―チャ―ト中には、次のような各
種の変数が用いられており、大文字の変数の多くは実在
するレジスタを表し、小文字の変数はバスライン上に現
れる数値を表している。 Ｘ，Ｙ：多角形情報に含まれる各頂点のＸ，Ｙ座標値。 Ｘ0 ，Ｙ0 ：多角形の最初の頂点座標値。 Ｘ_1,Ｙ₁ ：辺の始点（有向線分としての）座標値 Ｘ_2,Ｙ₂ ：辺の終点（有向線分としての）座標値 Ｑ（Ｑuotient)：除算結果，商。すなわち辺の勾配 Ｘ，Ｙ：輪郭点の座標値 ＹＥ（Ｙ Ｅnd）：辺のプロット終了点のＹ座標値 ＸＶ（Ｘ Ｖisible) ：表示画面上における輪郭点のＸ
座標値 ＢR(Ｂuffer)：走査線番号Ｒに対応する輪郭点バッフ
ァ。 ＣR(Counter)：走査線番号Ｒに対応する輪郭点カウン
タ。

【０１３９】まず第９図には、フィ―ルドプロセッサ回
路 １２の全動作を表すフロ―チャ―トが示されてお
り、このフィ―ルドプロセッサ回路１２は、新たなフィ
―ルド走査が行われる度に所定のフィ―ルド処理動作を
くりかえして行う。

【０１４０】第１０図には、第９図に示すフィ―ルド処
理動作が示されている。

【０１４１】実施例の装置は、まず新なフィ―ルド走査
が開始されると同時に、２２４本の各水平走査線に対応
して設定されたカウンタ６０のカウント値Ｃ0,Ｃ1,Ｃ2,
…Ｃ223 を０にクリアする。

【０１４２】そして、コミュニケ―ションメモリ２８か
ら優先順位の高い順に多角形情報を１つずつ読み出し、
所定の多角形の処理動作を行う。

【０１４３】すなわち、実施例の装置は、読出しは多角
形情報に基づき、当該多角形の全輪郭点ペアを演算す
る。そして、各輪郭点ペアをカラ―コ―ドと組合せ、輪
郭点情報としてフィ―ルドメモリ４２内へ書き込み記憶
する。

【０１４４】例えば、コミュニケ―ションメモリ２８内
に、第７図（Ｃ）に示すような多角形情報が格納されて
いる場合を想定すると、まず多角形Ａに対して前述した
処理を行い、この処理が完了した時点で、次に多角形
Ｂ，多角形Ｃに対し順次同様の処理を行う。

【０１４５】そして、全多角形についての処理が終了し
た時点で、第４図（Ｂ）において斜線で示すように、フ
ィ―ルドメモリ４２内の各水平走査記憶エリアに終了コ
―ドを書込む。具体的には、Ｐ＝０，１，２，…２２３
及びカウンタ６０のカウントＣ0,Ｃ1,Ｃ2,Ｃ223 の組合
せをアドレスとして、前記終了コ―ドの書込みを行う。

【０１４６】第１１図には、第１０図に示す１つの多角
形の処理動作についてのフロ―チャ―トが示されてい
る。

【０１４７】実施例において、例えば多角形Ａについて
の処理動作が開始されると、この多角形Ａの最初の頂点
ａ1 のＸ，Ｙ座標を読出し、次に頂点ａ2 のＸ，Ｙ座標
を読出す。

【０１４８】ここにおいて、Ｘ0,Ｙ0,Ｘ1,Ｙ1,Ｘ2,Ｙ2
はそれぞれ実際のレジスタを用いて設定され、Ｘ2 又は
Ｙ2 に値をセットすると、自動的にその元の値がそれぞ
れＸ1 とＹ1 にセットされるように形成されている。な
お、この時Ｘ1,Ｙ1 の元の値は自動的に消滅することと
なる。

【０１４９】このようにして、頂点座標ａ1 とａ2 のＸ
Ｙ座標が読出されると、この読出し情報に基づき１つの
辺ａ1,ａ2 の処理動作が行われる。

【０１５０】このような動作を多角形の各辺ａ1 ａ2,ａ
2 ａ3,ａ3 ａ4,ａ4 ａ1 について順次行う。

【０１５１】なお、第１１図には示していないが付随デ
ータ（カラーコード）もＸ，Ｙ座標と同様に読出され、
専用のレジスタにセットされる。

【０１５２】第１２図には、第１１図に示す１つの辺の
処理動作が示されている。

【０１５３】まず、実施例の装置は、対象となる辺の両
端Ｙ座標が一致しているか否かの判断を行う（ステップ
１２０）。そして、両端のＹ座標が一致している場合に
は、この辺をプロットする必要がないものと判断しこの
辺に対する処理動作を中止する。 つぎに、実施例の装
置は、対象となる辺のＹ座標が、全ての点で画面外であ
るか否かの判断を行う（ステップ１２１，１２２）。

【０１５４】そして、対象となる辺が、受付座標範囲内
であっても、その辺を構成する全ての点でそのＹ座標が
画面の外であるならば、この辺をプロットする必要がな
いものと判断し、この辺に対する処理動作を終了する
（クリッピングの第１段階）。

【０１５５】次に、実施例の装置は、対象とする辺の傾
きＱを演算する（ステップ１２３）。

【０１５６】この時、辺の傾きは、実際には整数部と余
りの２つに分けて求められるが、第１２図においては、
アルゴリズムの説明を簡単にするために、傾きＱを実数
とみなしている。

【０１５７】このようにすることにより、対象とする辺
を表す式が次のようにして設定される。

【数１】 次に、対象とする辺のどの端から輪郭点の演算を開始す
るかを決定する（ステップ１２４）。このため、まず辺
の両端のＹ座標，Ｙ1,Ｙ2 のどちらかが大きいかを判断
し、輪郭点の演算がかならずＹ座標の増加方向に行われ
るよう、輪郭点の演算開始点を初期設定する。

【０１５８】次に、対象とする辺が各水平走査線と交差
する点、すなわち輪郭点のＸ座標の演算を、その演算開
始端から演算終了端に向けて順次行う。

【０１５９】例えば第４図（Ａ）に示す辺ａ1,ａ2 を例
にとると、まずこの辺ａ1,ａ2 とＹ＝６の水平走査線と
交差するＸ座標が求められる（ステップ１２５）。次
に、Ｙ＝８，Ｙ＝１０の水平走査線と交差する輪郭点が
順次求められる。

【０１６０】そして、水平走査線のＹ座標が、測定終了
端として設定されたＹ座標ＹＥとなった時点で、この辺
ａ1 ａ2 に対する輪郭点演算動作を終了する（ステップ
１２６）。

【０１６１】なお、対象となる辺ａ1 ａ2 と交差するＹ
座標が、画面の外側にある場合には輪郭点を求める必要
がないため、その位置における輪郭点の演算動作が行わ
れない（クリッピングの第２段階）（ステップ１２７，
１２８）。

【０１６２】また、本実施例では、偶数フィ―ルドと奇
数フィ―ルドの走査が交互に行われている。

【０１６３】従って、実施例の装置では、今行われてい
る走査が偶数フィ―ルドか奇数フィ―ルドかを判断し、
偶数フィ―ルドの場合には、偶数の水平走査線（Ｙ＝
０，２，４，…）と交差する輪郭点のみを演算し、奇数
フィ―ルドの場合には奇数の水平走査線（Ｙ＝１，３，
５，…）と交差する輪郭点のみを演算するように動作す
る（ステップ１２９）。

【０１６４】第１３図には、第１２図に示す輪郭点の処
理動作（ステップ１２５）が示されている。

【０１６５】実施例の装置は、まずＣＲＴ画面の左側上
隅を原点とした新なＸＶ座標を求める（ステップ１３
０）。この新なＸＶ座標は本来のＸ座標から２０４８を
差し引いた値である。

【０１６６】また、本来のＸ座標が画面の外にあるなら
ば、これを画面の両端に表示するようにＸＶ＝０，ＸＶ
＝５７５にそれぞれ設定してやる（クリッピングの第３
段階）。

【０１６７】このようにして求めた新なＸＶ座標自体
が、実施例のフィ―ルドプロセッサ回路１２が演算する
輪郭点のＸ座標となる。

【０１６８】そして、このようにして輪郭点が求まる
と、次にこの輪郭点を書込むアドレスR を演算する（ス
テップ１３１）。ここにおいて、関数ｉｎｔ（Ｘ）は、
Ｘを越えない最大の整数を表し、また、（ｙ−１０２
４）は、画面の左上隅を原点とする新なＹ座標を表して
いる。

【０１６９】カウンタ５４のカウント値ＣR が偶数であ
る場合には、輪郭点ペアの片方のみが求められている状
態である。このため、求めた輪郭点を次に他方の輪郭点
が求まるまでＢR としてバッファ５２内へ一時記憶して
おき、カウンタ５４のカウント値ＣR をインクリメント
する（ステップ１３４）。

【０１７０】ＣR が奇数の場合は、両輪郭点が出揃った
状態である。この場合、前記アドレスＲで指定されるに
従いフィールドメモリ４２内の水平走査記憶エリアに前
記輪郭点ＸＶを格納する。この時、すでに求まっている
輪郭点ＢＲおよび専用レジスタに記憶された付随データ
も、同時に水平走査記憶エリアに格納される。そして、
当該エリアに対応して設けられたカウンタ５４のカウン
ト値ＣR をインクリメントする（ステップ１３２，１３
３）。

【０１７１】また、本実施例の装置は、３次元の立体画
像を２次元上に疑似３次元画像として表示するものであ
る。

【０１７２】ところで、画像情報供給源１０から出力さ
れる、立体表面側の多角形情報は、反時計回りにその頂
点座標が与えられている。しかし、これとは逆に、立体
の裏面側に位置する多角形は、時計回りに頂点座標が与
えられた裏がえしの多角形情報として出力される。

【０１７３】このため、実施例の装置は、Ｙ座標の増減
と、輪郭点の大小とを組合せて比較し、裏返しの多角形
情報の除去を行っている（ステップ１３５）。この様子
を図２１を用いてさらに詳しくのべる。

【０１７４】既に１つの辺の処理のステップ１２４にお
いて、Ｙ１とＹ２を比較し、演算開始点を決定している
が、ここで再びＹ１とＹ２の大小関係による処理の分岐
が発生する。これは同じ比較動作を繰り返しているので
はなく、ハードウェア的には、ステップ１２４において
比較結果を１ビットのフラグとして保持しており、この
フラグによってステップ１３５の分岐が起こるので、冗
長な処理ではない。

【０１７５】Ｙ１とＹ２は、画像情報供給源１０から出
力された順序で、Ｙ１が先、Ｙ２が後である（Ｙ１が最
終頂点の場合は、例外的にＹ２が最初の頂点となる）。
頂点の順序は反時計回りであるから、もしＹ１＜Ｙ２な
らば、図２１（ａ）に示すように、現在求めた輪郭点Ｘ
Ｖは左輪郭点であり、過去に求めたＢＲは右輪郭点であ
ったことになる。このときＸＶ＜ＢＲならばこの多角形
は「表」であり、さもなくば図２１（ｂ）に示すよう
に、「裏返し」である。逆にもしＹ１≧Ｙ２ならば、図
２１（ｃ）に示すように、ＸＶは右輪郭点、ＢＲは左輪
郭点である。このときＸＶ＞ＢＲならばこの多角形は
「表」であり、さもなくば図２１（ｄ）に示すように、
「裏返し」である。このようにして、Ｙ座標の増減と、
輪郭点の大小とから、裏返しの多角形を判別できる。

【０１７６】多角形が裏返しと判断された場合、現在求
めつつある輪郭点ペアを無効化しなくてはならない。こ
のためには、既に求まっているのは輪郭点ペアの片方Ｂ
Ｒのみであるから、これを無効化するために、カウンタ
６０のカウント値ＣＲをデクリメントすればよい。

【０１７７】なお、本実施例において、前処理回路４６
及び除算回路４８が、第９図〜第１１図に示す全ての動
作及び第１２図のステップ１２９，１２７，１２５を除
く全ての部分の動作を扱い、線分回路５０，輪郭点バッ
ファ５２及び輪郭点カウンタ５４が、第１２図のステッ
プ１２９，１２７，１２５の動作及び第１３図に示す全
ての動作を扱っている。

【０１７８】また、前記フロ―チャ―トにおいては、説
明を簡単にするために直列処理を行う場合を例にとり説
明しているが、必要に応じて並列処理、パイプライン処
理を導入して高速化を図ることも可能である。 （ｅ）フィ―ルドメモリ 本実施例において、記憶回路３２は、フィ―ルドメモリ
４２のみからなり、付随デ―タメモリ４４は設けられて
いない。これは、とりあつかわれる付随デ―タが、前述
したようにカラ―コ―ドという比較的ビット数の少ない
デ―タだからである。

【０１７９】このフィ―ルドメモリ４２は、１フィ―ル
ド内に表される全多角形の輪郭点情報を記憶するもので
あり、実施例においては、２８ビット×２¹⁵（３２Ｋ）
ワ―ドのＲＡＭで構成されている。

【０１８０】なお、このフィ―ルドメモリ４２は、前述
したように、デュアルポ―トＲＡＭとして実際の作業エ
リアの倍の容量を有するよう形成されている。このた
め、１つの作業エリアには、全容量の半分、すなわち２
８ビット×２¹⁴（１６ｋ）ワ―ドの容量がある。

【０１８１】また、本実施例においてＣＲＴは飛越し走
査によって偶数フィ―ルドと奇数フィ―ルドとを交互に
表示している。このため、このフィ―ルドメモリ４２の
メモリ空間は、第４図（Ｂ）に示すように、偶数フィ―
ルドの各走査線（Ｙ＝0,2,4,…）又は奇数フィ―ルドの
各走査線（Ｙ＝1,3,5,…）にそれぞれ１対１に対応した
ブロックに分割されている。

【０１８２】ここにおいて、前記仕様のところで説明し
たとおり、１フレ―ム画面を構成するＹ座標は回路構成
上４４８本であるため、奇数フィ―ルド又は偶数フィ―
ルド中の走査線数は２２４本である。また、１本の水平
走査線上に表示される多角形の最大個数は６４個であ
る。

【０１８３】従って、１ワ―ド中に１個の輪郭点情報
（輪郭点ペアとカラ―コ―ドからなる。）を格納する場
合を想定すると、実施例のフィ―ルドメモリ４２におい
て実際に使用されている作業エリアは、 28ビット×14336 （＝64×224 ）ワ―ドとなる。

【０１８４】第１４図には、このフィ―ルドメモリ４２
内に書込まれる輪郭点情報のフォ―マットが示されてい
る。各輪郭点情報は、8 ビットのカラ―コ―ドと、10ビ
ットの左輪郭点Ｘ座標ＸL と、10ビットの右輪郭点Ｘ座
標ＸR と、を含む合計28ビットのデ―タからなる。

【０１８５】そして、フィ―ルドプロセッサ回路１２か
ら順次出力される各輪郭点情報は、この輪郭点情報に含
まれるＹ座標によって指定される水平走査記憶エリア
に、その優先順位に従って、アドレスの若い方から順に
書込まれ、この記憶エリアの末尾には終了コ―ドが書込
まれる。

【０１８６】但し、水平走査記憶エリア内が６４個の輪
郭点情報で埋め尽された場合には、終了コ―ドの書込は
行われない。

【０１８７】また、実施例のフィ―ルドメモリ４２は、
第１５図に示すごとく、３ＭHzのクロックに従いデ―タ
の書込み及び読出しが制御されている。すなわち、フィ
―ルドプロセッサ回路１２から出力されるデ―タのクロ
ックがＨレベルのときに書込まれ、書込まれたデ―タの
読出しはクロックがＬレベルの時に行われている。

【０１８８】なお、フィ―ルドメモリはビデオ画面全体
でなく、画面半分あるいは一部のみを記憶するようにし
ても良い。 （ｆ）ラインバッファ 第５図（Ａ）及び第６図（Ａ）には、ラインバッファ３
６のフォ―マットが示されている。このラインバッファ
３６は、１本の走査線を構成する各ピクセルに対応して
０から５７５のアドレスを有し、各アドレスには付随デ
―タ記憶用に８ビットの記憶エリアが割り当てられてい
る。

【０１８９】実施例において、このラインバッファ３６
は、８ビット×５７６ワ―ドのメモリ容量の記憶エリア
を２個有するデュアルポ―トＲＡＭを用いて形成されて
いる。

【０１９０】そして、フィ―ルドメモリ４２から輪郭点
情報が読み出される度に、その左輪郭点ＸL 及び右輪郭
点ＸR によって囲まれる記憶エリアは、その付随デ―タ
によって塗り潰し処理される。

【０１９１】実施例の装置は、この塗り潰し処理を後述
するようラインバッファ３６の空きエリアに対してのみ
行うよう形成されている。 （ｇ）ラインプロセッサ回路 第１６図には、本実施例のラインプロセッサ回路３４の
詳細な構成が示されている。

【０１９２】ラインプロセッサ回路３４は、ＣＲＴの水
平走査に同期して、フィ―ルドメモリ４２内の所定水平
走査記憶エリアから多角形の輪郭点情報を読出し、ライ
ンバッファ３６を介して水平走査用の画像信号を合成出
力している。 ＊輪郭点情報の読出し 実施例において、このラインプロセッサ回路３４は、Ｃ
ＲＴの水平走査に同期して該当する走査ラインの選択信
号を出力するラインカウンタ７０と、０番から順に優先
度番号を発生する優先度番号カウンタ７２と、を含み、
これら各カウンタの出力を読出しアドレスとしてフィ―
ルドメモリ４２へ向け出力する。

【０１９３】ここにおいて、前記ラインカウンタ７０及
び優先度番号カウンタ７２の出力は、制御回路７４から
フィ―ルド走査開始パルス及び水平走査開始パルスが出
力される毎にそれぞれクリアされる。

【０１９４】この結果、ラインカウンタ７２の出力する
選択信号（Ｙ座標デ―タ）により指定された水平走査記
憶エリアから、輪郭点情報がその優先度の高い順に順次
読み出されることになる。

【０１９５】この時、読出された各輪郭点情報に含まれ
る左輪郭点位置ＸL ，右輪郭点位置ｘR ，カラ―コ―ド
はそれぞれラッチ回路７６に一旦ラッチされる。 ＊塗り潰し処理 そして、ラッチ回路７６内に輪郭点情報がラッチされる
ごとに、その左輪郭点位置ＸL と右輪郭点位置ｘR とに
より囲まれるラインバッファ３６のメモリエリアは、付
随デ―タで塗り潰されていく。

【０１９６】実施例のラインプロセッサ回路は、このよ
うな塗り潰し処理が終了する度に、新たな多角形の輪郭
点情報を読出し、ラインバッファ３６に対して同様な塗
り潰し処理を行う。

【０１９７】従って、例えば第４図に示すＹ＝２０の水
平走査記憶エリアから輪郭点情報を順次読出す場合を想
定すると、ラインバッファ３６は、多角形Ａ，Ｂ，Ｃの
付随デ―タで順次塗り潰し処理されることとなる。

【０１９８】このとき、ラインバッファ３６に対する塗
り潰しは、輪郭点情報の読出し順位に従って行われるた
め、ラインバッファ３６上には、優先度の高い付随デ―
タが先に書込まれることになる。

【０１９９】従って、このラインバッファ３６上に後か
ら書込む付随デ―タは、先に書かれた付随デ―タ上に重
ね書きされることがないよう、空きピクセルに対しての
み行う必要がある。

【０２００】しかし、前述したように、ラインバッファ
３６内の空きピクセル検出を、いわゆるリ―ド・モディ
ファイ・ライトの手法を用いて行ったのでは、とても回
路全体の高速化を図ることができない。

【０２０１】本発明の特徴的事項は、ラインバッファ３
６に対しリ―ド・モディファイ・ライトを行うことな
く、ラインバッファ３６に対する付随デ―タの塗り潰し
処理を行うことにある。

【０２０２】このため、実施例の装置には、空き検出／
デ―タ書込み回路７８が設けられている。そして、ライ
ンバッファ３６内の空きピクセルをリアルタイム検出
し、ラッチ回路７６に輪郭点情報がラッチされるごと
に、その輪郭点ペアによって囲まれるラインバッファ３
６内の空きピクセルに、付随デ―タの書込みを行ってい
る。

【０２０３】実施例において、この回路７８は、フリッ
プフロップ群８０，プライオリティエンコ―ダ８２，ラ
ッチ回路８４，デコ―ダ８６，比較回路８８，オアゲ―
ト９０を含む。

【０２０４】前記フリップフロップ群８０は、１本の水
平走査線上の全ピクセルと１対１に対応する５７６個の
フリップフロップからなる。

【０２０５】第５図（Ｂ）及び第６図（Ｂ）には、前記
フリップフロップ群８０のフォ―マットが示されてお
り、前記５７６個のフリップフロップには、１本の走査
線を構成するピクセルに対応して０〜５７５のアドレス
が割り当てられている。

【０２０６】各フリップフロップは、対応するピクセル
が空きピクセルである場合には「０」にセットされ、塗
り潰しピクセルである場合には「１」にセットされる。
そして、各フリップフロップの出力はそれぞれプライオ
リティエンコ―ダ８２へ向け出力される。

【０２０７】プライオリティエンコ―ダ８２は、このよ
うにしてフリップフロップ群８０から出力される５７６
個の空きピクセル情報と、ラッチ回路７６から出力され
る多角形の左輪郭点Ｘ座標（ＸL)とを照合する。

【０２０８】そして、空ピクセルの中から、そのＸ座標
が左輪郭点Ｘ座標（ＸL)以上で、かつ最も小さいものを
高速で検出し、この検出結果を「次に書込みを行うべき
ピクセルのＸ座標」として出力する。そして、このＸ座
標値は、ラッチ回路８４を介してラインバッファ３６に
向け「書込みアドレス」として出力される。

【０２０９】この結果、この書込みアドレスで指定され
るラインバッファ３６の空きピクセルには、ラッチ回路
７６にラッチされている多角形の付随デ―タが書込まれ
ることになる。

【０２１０】これと同時に、プライオリティエンコ―ダ
８２の出力は、ラッチ回路８４を介してデコ―ダ８６に
フィ―ドバックされる。そして、このＸ座標値により指
定されるフリップフロップは、空きピクセル表示状態
「０」から、ピクセル塗り潰し状態「１」にセットされ
る。

【０２１１】このようにして、実施例の装置では、ライ
ンバッファ３６とフリップフロップ群８０とが連動して
動作し、この結果、ラインバッファ３６内において左輪
郭点ＸＬ及び右輪郭点ＸＲに挟まれた空きピクセルは新
たな付随デ―タによって塗り潰し処理されることにな
る。

【０２１２】そして、１組の輪郭点（ＸL,ＸR ）により
囲まれた領域に対する塗り潰しは、次のような場合に終
了する。 まず、左輪郭点より右に「空きピクセル」が１つもな
くなった場合に終了する。

【０２１３】この場合には、プライオリティエンコ―ダ
８２から、オアゲ―ト９０に向け「空きピクセルなし」
の状態を表すＨレベルの信号が出力される。 また、検出した空きピクセルが右輪郭点に等しい場合
か、またはこれより右側に存在するような場合にも終了
する。このような場合を検出するため、実施例の装置で
は、比較回路８８が用いられている。

【０２１４】すなわち、比較回路８８は、ラッチ回路７
６から出力される右輪郭点のＸ座標とラッチ回路８４か
ら出力される「次に書込みを行うべきピクセルのＸ座
標」とを比較し、ラッチ回路８４の出力するＸ座標がラ
ッチ回路７６の出力するＸ座標と等しくなった場合、ま
たはこれを上回った場合に、塗り潰し動作終了を表す
「Ｈレベルの信号」をオアゲ―ト９０に向け出力する。

【０２１５】なお、この比較回路８８による終了検出
は、裏返しの多角形の除去に役立てることができる。す
なわち、もし裏返しの多角形の輪郭点ペアが到来したな
らば、左輪郭点≧右輪郭点となる。この場合、もし左輪
郭点より右に空きピクセルが存在したとしても、この空
きピクセルは必ず右輪郭点より右に位置することにな
り、結果的に１ピクセルも塗り潰さないまま、塗り潰し
動作終了となる。ただし、本実施例では第１３図のステ
ップ１３５に示す通り、フィールドプロセッサ回路１２
において既に裏返しの多角形は完全に除去されているの
で、ラインプロセッサ回路３４において、裏返しの多角
形が除去されることは実際上はない。

【０２１６】さて、オアゲ―ト９０は、このようにして
出力されるＨレベルの信号を塗り潰し終了信号として制
御回路７４へ向け出力する。これにより、制御回路７４
は、優先度番号カウンタ７２の出力をインクリメントす
る。実施例の装置は、このようにして１つの多角形の輪
郭点情報に基づく塗り潰し作業が終了する毎に、優先度
番号カウンタ７２の出力をインクリメントし、次の輪郭
点情報の読出し塗り潰し作業を同様に行う。 ＊塗り潰し動作の具体例 従って、例えばＹ＝２０をアドレスとして指定されるフ
ィ―ルドメモリ内の水平走査記憶エリアから、多角形
Ａ，Ｂ，Ｃの順に輪郭点情報が読出される場合を想定す
ると、読出された輪郭点情報に基づく塗り潰し処理は次
のようにして行われる。

【０２１７】すなわち、この水平走査記憶エリアから輪
郭点情報読出しが開始される前は、ラインバッファ３６
内の各ピクセルは全て空き領域である。従って、この状
態において、フリップフロップ群８０は、全て「０」に
セットされている。

【０２１８】この状態で、まず最も優先度の高い多角形
Ａの輪郭点情報が読出されラッチ回路７６内にラッチさ
れると、その付随デ―タ、すなわち赤のカラ―コ―ド
は、その輪郭点ペアＸLAとＸRAに囲まれたラインバッフ
ァ３６内の記憶エリア（ＸLA≦Ｘ＜ＸRAなるＸ領域）内
に第６図（Ａ）に示すように順次書込まれていく。

【０２１９】これと同時に、その輪郭点ペアＸLAとＸRA
とにより囲まれたフリップフロップ群８０内の各フリッ
プフロップは第６図（Ｂ）に示すごとく「１」に順次セ
ットされていく。

【０２２０】そして、多角形Ａのカラ―コ―ド塗り潰し
処理が終了すると、オアゲ―ト９０から塗り潰し終了信
号が出力され、優先度カウンタ７２が１つインクリメン
トされ、次に多角形Ｂの輪郭点情報の読出しが開始され
る。

【０２２１】そして、多角形Ｂの輪郭点情報が読出され
ると、この輪郭点情報は同様にしてラッチ回路１６内に
ラッチされる。

【０２２２】この状態において、フリップフロップ群８
０は、第６図（Ｂ）に示すごとく、ラインバッファ３０
内のＸLAとＸRAとにより囲まれた領域が塗り潰し処理さ
れていることを検出している。

【０２２３】従って、実施例のラインプロセッサ回路３
４は、その輪郭点ペアＸLBとＸRBとにより囲まれたライ
ンバッファ３６内の空き領域（ＸLB≦Ｘ＜ＸLAなるＸ領
域）内にその付随デ―タ、すなわち青のカラ―コ―ドを
順次書込んでいく。

【０２２４】これと同時に、実施例の装置はフリップフ
ロップ群８０内のＸＬＢとＸLAとにより囲まれた領域内
のフリップフロップを順次「１」にセットしていく。

【０２２５】この結果、多角形Ｂの塗り潰し処理が終了
した時点で、ラインバッファ３６内には第５図（Ａ）に
示すごとく多角形ＡとＢのカラ―コ―ドがそれぞれ書込
まれ、またフリップフロップ群８０は、第５図（Ｂ）に
示すように、ラインバッファ３６内の塗り潰し領域を検
出することになる。

【０２２６】これと同時に、制御回路７４内には塗り潰
し終了信号が入力され、次の多角形Ｃの読出し及び塗り
潰し処理が同様にして行われる。

【０２２７】このとき、多角形Ｃの輪郭点ペアＸLCとＸ
RCとにより囲まれた領域内には何ら空き領域がないた
め、その付随デ―タの書込みは行われない。

【０２２８】このようにして、本実施例のラインプロセ
ッサ回路３４は、ＣＲＴの水平走査に同期して、各水平
走査毎にラインバッファ３６内に水平走査用の画像信号
を良好に合成書込みすることができる。

【０２２９】そして、実施例の装置は、このようにして
ラインバッファ３６内に書込まれたカラ―コ―ドを、Ｃ
ＲＴの水平走査に同期してアドレス「０」，「１」，…
「５７５」の順に順次カラ―パレットメモリ３８へ向け
出力している。これにより、カラ―パレットメモリ３８
からは、多角形Ａ，Ｂを指定されたカラ―で表示する映
像信号がＣＲＴ４０へ向け出力されることとなる。

【０２３０】従って、このような動作を、水平走査に同
期してくりかえして行えば、画像情報供給源１０から出
力される多角形情報に基づき、ＣＲＴ４０上に所望の画
像信号をリアルタイムで表示することが可能となる。 ＊空きピクセルの処理 ところで、前述したように、１本の水平走査線に対する
塗り潰し処理が全て終了した時点でラインバッファ３６
内に空きピクセル（空き記憶エリア）が残っている場合
がある。

【０２３１】このような空きピクセルは、画面上では、
全ての多角形の外側に位置する点であり、従って、この
ような空きピクセルに関しては、多角形が存在しないこ
とを表す情報をカラ―パレットメモリ３８へ向け出力し
なければならない。

【０２３２】このような方法としては、次のような３通
りの方法が考えられる。 デ―タの書込みに先立ってラインバッファ３６を予め
初期化しておく。 フリップフロップ群８０の全ての内容を、画像信号の
出力に同期してシリアルに出力する。 １本の水平走査線の塗り潰し処理が全て終了した後、
ラインバッファ３６の空きピクセルを、空きピクセル情
報で全て塗り潰し処理する。

【０２３３】このような方法のうち、３番目の方法が比
較的簡単に採用することができる。 ＊多角形の表示可能数 なお、実施例のラインプロセッサ回路３４を用いて、１
本の水平走査線上に何個の多角形を表示可能であるかに
ついての検討を行った。

【０２３４】この検討の結果、計算上では、１２ＭHzの
ドットクロック（画素の標示周期を定める基準となるク
ロック）をサイクルとしてラインバッファ３６の書込み
を行う場合を想定すると、１水平走査線辺り２０３以上
の多角形をリアルタイム表示可能であることが確認され
た。 ＊デュアルポ―トＲＡＭ なお、実施例のラインバッファ３６は、前述したように
デュアルポ―トＲＡＭを用いて形成され、そのメモリ空
間が２つの記憶エリアに２等分されている。

【０２３５】従って、このラインバッファ３６は、その
一方の記憶エリアにラインプロセッサ回路３６からデ―
タの書込みが行われている場合には、他方の記憶エリア
からデ―タの読出しが行われており、また、一方の記憶
エリアからデ―タの読出しが行われている場合には、他
方の記憶エリアにラインプロセッサ回路１４によるデ―
タの書込みが行われることとなる。

【０２３６】なお、第１６図に示すラインプロセッサ回
路３４の各部と、第１図に示すラインプロセッサ回路３
４のデータ読出し部４６，データ書込み部４８，空き領
域検出部５０との対応関係は次のようになる。

【０２３７】すなわち、制御回路７４によって制御され
るラインカウンタ７０，優先度番号カウント７２は、デ
ータ読出し部４６として機能する。

【０２３８】そして、ラッチ回路７６，空き検出／デー
タ書込み部７８の一部、例えばプライオリティエンコー
ダ８２，ラッチ回路８４，比較回路８８，ゲート９０な
どがデータ書込み部４８として機能する。さらに、空き
領域／データ書込み回路７８の一部、例えばフリップフ
ロップ群８０，デコーダ８６などが空き領域検出部５０
として機能する。

【０２３９】Ｃ２：第２の具体例 −フィ―ルドメモリ４２の他の実施例− 本発明において、フィ―ルドメモリ４２には、各水平走
査線に対応した複数の水平走査記憶エリアが設けられて
いる。

【０２４０】このような水平走査記憶エリアは、第４図
（Ｂ）に示すように、フィ―ルドメモリ４２内のメモリ
空間を、単純に全走査線数に対応した数の単位ブロック
に等分割して設定することも可能である。

【０２４１】しかし、このようにすると、各ブロックの
メモリ容量が固定され、１本の水平走査線上に表示し得
る多角形の個数は、各ブロックのメモリ容量により制限
されてしまう。このため、１つのブロックがオ―バ―フ
ロ―しているのにもかかわらず、他のブロック内に空き
領域がたくさん存在するというような状況が頻繁に発生
し、メモリの利用効率が悪いという問題がある。

【０２４２】このような問題を解決するために、各水平
走査記憶エリアを完全不連続型又は半不連続型とし、そ
のメモリ容量をフレキシブルに設定可能に形成すること
が好ましい。完全不連続型 第１７図には、このようにして形成された完全不連続型
フィ―ルドメモリ４２の好適な１例がされている。図に
おいて、このフィ―ルドメモリ４２のメモリイメ―ジ
は、１画面当りのメモリ容量が１６３８４（＝２¹⁴）ワ
―ド、ブランキングを除く走査線数が２２４本／フィ―
ルドとして描かれている。

【０２４３】そして、このフィ―ルドメモリ４２の各ワ
―ド中には、「次のアドレス」を表す項目が含まれてお
り、後段のラインプロセッサ回路３４が、１ライン分の
輪郭点情報を連続的に読み出すことを可能にしている。

【０２４４】ところで、実施例のフィ―ルドメモリ４２
は、１画面辺り１６３８４（＝２¹⁴）個のワ―ドがある
ため、次の読出アドレス指定を行うには１４ビットのア
ドレスが必要となる。

【０２４５】従って、付随デ―タ、左輪郭点、右輪郭
点、次のアドレスのそれぞれに対し８ビット，１０ビッ
ト、１０ビット、１４ビットのメモリ空間を割り当てる
と、１ワ―ド辺り４２ビットのメモリ空間が必要とな
る。

【０２４６】また、このようなフィ―ルドメモリ４２に
対し、デ―タの書き込みを行うためには、フィ―ルドプ
ロセッサ回路１２内に、各ＣＲＴの水平走査線と１対１
に対応した２２４個のスレ―ブポインタと、１個のマス
タ―ポインタ―とを設ける必要がある。

【０２４７】ここにおいて、各スレ―ブポインタ―は、
同一水平走査記憶エリア内での、次に輪郭点情報を書込
むべきアドレスを指定するために用いられる。

【０２４８】また、マスタ―ポインタ―は、スレ―ブポ
インタ―によって指定されるワ―ドの、「次のアドレ
ス」の欄に書き込まれるべきアドレスを設定するために
用いられる。

【０２４９】このため、マスタ―ポインタの出力するア
ドレスは、前記各スレ―ブボインタ―が指定しておら
ず、しかも未だデ―タが書き込まれていない領域内の最
も若いアドレスとなるように制御される。

【０２５０】次にこのスレ―ブポインタとマスタ―ポイ
ンタとを用いて行われる輪郭点情報の書き込み動作を説
明する。

【０２５１】まず、デ―タの書き込みに先立って、スレ
―ブポインタ―及びマスタ―ポインタが初期化される。
これにより、スレ―ブポインタは、対応する水平走査記
憶エリアの先頭アドレス０，１，２，…２２３をそれぞ
れ指定する。また、マスタ―ポインタ―は、アドレス２
２４を指定する。

【０２５２】これに続いて、フィ―ルドプロセッサ回路
１２による、輪郭点情報の演算出力が開始されると、演
算された輪郭点情報はそのｙ座標により指定される水平
走査記憶エリアに次のような手順に従って書き込まれ
る。

【０２５３】まず、フィ―ルドプロセッサ回路１２が、
ライン上における最初の輪郭点情報を演算すると、この
輪郭点情報のｙ座標に対応するスレ―ブポインタ―によ
って、フィ―ルドメモリ４２の書き込みアドレスが指定
される。

【０２５４】そして、演算された輪郭点情報は、指定さ
れたアドレスの「付随デ―タ」、「左輪郭点」、及び
「右輪郭点」の欄にそれぞれ書き込まれ、また、指定さ
れたワ―ドの「次のアドレス」の欄には、現在マスタ―
ポインタ―が示しているアドレス「２２４」が書き込ま
れる。

【０２５５】次に、前記スレ―ブポインタ―は、「次の
アドレス」の欄に書き込まれたマスタ―ポインタ―のア
ドレスと同じアドレス「２２４」を示すように切替わ
り、これに連動してマスタ―ポインタ―の出力するアド
レスも増加して「２２５」となる。

【０２５６】この結果、このスレ―ブポインタ―は、次
に同一のラインの輪郭点情報が演算された場合には、ア
ドレス２２４で指定されるワ―ドの「付随デ―タ」「左
輪郭点」「右輪郭点」の各欄に輪郭点情報を書き込み、
また、「次のアドレス」の欄にそのとき表示されている
マスタ―ポインタ―のアドレスの書き込みを行う。

【０２５７】そして、この書込み終了後、当該スレ―ブ
ポインタ―は「次のアドレス」の欄に書き込まれたマス
タ―ポインタ―のアドレスを新たに指定するようにな
り、これに連動してマスタ―ポインタ―の出力するアド
レスは、１つ増加することになる。

【０２５８】実施例のフィ―ルドメモリ４２では、この
ようにして、全多角形の輪郭点情報の書き込みが終了す
ると、各スレ―ブポインタ―の示すアドレスに終了コ―
ドの書き込みを行う。

【０２５９】以上の構成とすることにより、各水平走査
記憶エリアは、各ワ―ドの「次のアドレス」の欄に書き
込まれるアドレスにより結びつけられた１連の記憶エリ
アとして取り扱われることとなる。

【０２６０】従って、例えば、ラインプロセッサ回路３
４が走査線ｍに対応する水平走査記憶エリアから輪郭点
情報を読み出す場合を想定すると、この水平走査記憶エ
リアに書き込まれた輪郭点情報は、フィ―ルドメモリの
アドレスｍを起点として「次のアドレス」を参照しなが
ら、終了コ―ドが検出されるまでに、芋蔓式に読み出さ
れることとなる。

【０２６１】このように、実施例のフィールドメモリ４
２では、アドレスｍで指定される記憶エリアを起点とし
て、各ワードの「次のアドレス」の欄に書き込まれるア
ドレスにより結び付けられる一連の記憶エリアが、水平
走査線ｍに対応した水平走査記憶エリアとして設定され
ることになる。

【０２６２】第１８図には、このようにして構成された
フィ―ルドメモリ４２に対して用いられるラインプロセ
ッサ回路３４のデ―タ読出し部の一例が示されている。

【０２６３】図において、前記第１の具体例と対応する
部材には同一符号を付してその説明は省略する。

【０２６４】実施例において、これら各ラインプロセッ
サ回路３４は、ＣＲＴの水平走査に同期して該当する走
査ラインの選択信号（Ｙ座標デ―タ）を出力するライン
カウンタ７０と、当該走査ラインの０番地指定用の６ビ
ット情報を出力する０番地指定回路７１ａと、を含む。
そして、この両者の出力を、水平走査記憶エリア内の先
頭ワ―ド読出しアドレスとしてマルチプレクサ７１ｂ，
ラッチ回路７１ｃを介してフィ―ルドメモリ４２へ向け
出力する。

【０２６５】この結果、選択信号（Ｙ座標デ―タ）によ
り指定された水平走査記憶エリア内の先頭ワ―ドから、
輪郭点情報の読出が開始されることになる。

【０２６６】この時、実施例の装置は、この読出しワ―
ドの「次のアドレス」の欄に書込まれている１４ビット
の次のアドレスを同時に出力し、これをマルチプレクサ
７１ｂに入力する。

【０２６７】そして、マルチプレクサ７１ｂは、自動的
にフィ―ルドメモリ４２から読出される次のアドレスを
選択し、ラッチ回路７１ｃへ出力する。

【０２６８】従って、このラインプロセッサ回路３４の
ラインカウンタ７０から、例えば走査線ｍの選択信号が
出力された場合を想定すると、この水平走査記憶エリア
ｍからは、フィ―ルドメモリ４２のアドレスｍを起点と
して、「次のアドレス」の欄を参照しながら終了コ―ド
が検出されるまで輪郭点情報が芋蔓式に順次読出される
こととなる。半不連続型 ところで、第１７図に示すように、水平走査記憶エリア
のメモリ容量を完全にフレキシブルに設定可能にする
と、「次のアドレス」の欄に１４ビット割り振らなけれ
ばならないため、１ワ―ドの構成単位が２８ビットから
４２ビットに増え、フィ―ルドメモリ４２の総容量が約
1.5 倍に増えてしまうという問題がある。

【０２６９】このような問題を解決するためには、水平
走査記憶エリアの記憶容量を、半不連続方式とすること
が好ましい。

【０２７０】第１９図には、このようなフィ―ルドメモ
リ４２の一例が示されている。

【０２７１】本実施例において、フィ―ルドメモリ４２
のメモリ空間は、複数ワ―ドから構成されたセクタブロ
ック毎に等分割される。

【０２７２】この分割個数は、少なくとも全走査線の本
数以上に設定する必要があり、本実施例においては、10
24個のセクタ―ブロックに分割されている。

【０２７３】そして、各セクタブロックは、その最終ワ
―ドが、「次のセクタ―アドレス」に割当てられてい
る。

【０２７４】また、図において、セクタ―アドレスは、
各セクタ―ブロックを指定するアドレスであり、各セク
タ―ブロックの先頭アドレスを、セクタ―ブロック内の
ワ―ド数で割った値として表される。

【０２７５】本実施例においては、フィ―ルドメモリの
１画面分の容量を１６３８４（＝２¹⁴）ワ―ドとし、１
セクタ―ブロック当りのワ―ド数を１６（＝２⁴ ）に設
定する。この結果、１画面分のセクタ―ブロックは、１
０２４（＝２¹⁰）となり、セクタ―アドレスは０〜１０
２３の範囲で表される。

【０２７６】次に、このようして形成されたフィ―ルド
メモリ４２に対する輪郭点情報の書込み動作を説明す
る。

【０２７７】このような書込み動作を行うためには、フ
ィ―ルドプロセッサ回路１２内に、走査線の本数に対応
した２２４個のスレ―ブポインタと、１個のマスタポイ
ンタとを用意する必要がある。

【０２７８】ところで、本実施例においては、各セクタ
―ブロック内に複数のワ―ドが存在する。このため、各
走査線に対応して設けられたスレ―ブポインタは、各ワ
―ド毎に割付けられたアドレスを示しているのに対し、
マスタ―ポインタ―は、各セクタ―ブロック毎に割付け
られたセクタ―アドレスを示している点に注意する必要
がある。

【０２７９】そして、フィ―ルドプロセッサ回路１２
が、輪郭点情報の演算を開始すると、スレ―ブポイン
タ，マスタ―ポインタの初期化が行われる。

【０２８０】この結果、各スレ―ブポインタは、セクタ
―ブロック０，１，２，…２２３の先頭アドレス０，１
６，３２，…，３５６８を示し、また、マスタ―ポイン
タ―は、セクタ―アドレス２２４を示すこととなる。

【０２８１】これに続いて、輪郭点情報の出力が開始さ
れると、各輪郭点情報は、そのＹ座標に対応するスレ―
ブポインタにより指定された空ワ―ドに順次書き込まれ
る。そして、スレ―ブポインタは、輪郭点情報の書込み
が終了する度にそのアドレスをインクリメントし次の空
ワ―ドを指定する。

【０２８２】このようにして、各セクタブロックに対す
る輪郭点情報の書き込みは、第４図（Ｂ）と同様にして
進められる。

【０２８３】ところで、スレ―ブポインタが、あるセク
タ―ブロックの最終ワ―ドを指定している場合に、ここ
に書込むべき輪郭点情報が出力されると、次のような処
理が行われる。

【０２８４】まず、スレ―ブポインタの示すアドレス
に、マスタ―ポインタ―の出力する値、例えば２２４が
「次のセクタ―アドレス」として書込まれる。

【０２８５】そして、マスタ―ポインタ―により指定さ
れるセクタ―ブロックの先頭番地が、スレ―ブポインタ
―にセットされ、これと同時にマスタ―ポインタ―の出
力するセクタ―アドレスは１つ増加する。

【０２８６】その後、スレ―ブポインタが新に指定する
アドレスに、前述した輪郭点情報が順次書き込まれ、そ
の度スレ―ブポインタのアドレスが１つインクリメント
される。

【０２８７】以上の構成とすることにより、実施例のフ
ィ―ルドメモリ４２によれば、前記第１７図に示すフィ
―ルドメモリ４２に比し、１ワ―ド辺りのビット数を大
幅に少くすることが可能となる。

【０２８８】第２０図には、このような半不連続型フィ
―ルドメモリ４２に対して用いられるラインプロセッサ
回路３４のデ―タ読出し部一例が示されている。

【０２８９】このラインプロセッサ回路３４は、ライン
カウンタ７０、０番地指定回路７１ａ，マルチプレクサ
７１ｂ、ラッチ回路７１ｃ及びセクタ内選択用カウンタ
７１ｄを含む。

【０２９０】前記半不連続形フィ―ルドメモリ４２は、
０から１０２３のセクタアドレスを有しており、これら
各セクタアドレスはラッチ回路７１の出力する読出しア
ドレスの上位１０ビットで指定される。

【０２９１】実施例においては、ＣＲＴの水平走査に同
期し、該走査ラインの水平走査記憶エリアの先頭セクタ
アドレスがラインカウンタ７０および０番地指定回路７
１ａから出力される。

【０２９２】そして、指定された各セクタ内の読出しワ
―ド指定信号は、セクタ内選択用カウンタ７１ｄから順
次出力される。

【０２９３】実施例において、１つのセクタが１６ワ―
ドから構成されている。このため、セクタ内選択用カウ
ンタ７１ｄは、０から１５までの各ワ―ドに対する合計
１６個のワ―ド指定アドレスをくりかえして出力する。

【０２９４】このセクタ内選択用カウンタ７１ｄは、水
平走査開始時に「０」になる。また、ラッチ７１ｃは、
セクタアドレスを出力するものであり、セクタ内選択用
カウンタ７１ｄが「０」になる瞬間にのみ、その記憶内
容を更新する。また、マルチプレクサ７１ｂは、水平走
査開始時にのみラインカウンタ７０の出力および０番地
指定の２ビットの「０」を選択する。

【０２９５】また、ラインカウンタ７０は、フィ―ルド
走査の開始時に「０」になる。

【０２９６】実施例における水平走査記憶エリアの読出
しは次のように行われる。

【０２９７】まず、水平走査開始時に、ラインカウンタ
７０が走査線ｍに対応する水平走査記憶エリアの選択信
号ｍを出力しているものとする。

【０２９８】このラインカウンタ７０の出力ｍに２ビッ
トの「０」を付加したものが、マルチプレクサ７１ｂを
経て、ラッチ７１ｃに読込まれ、セクタアドレスとして
出力される。

【０２９９】これと同時に、セクタ内選択用カウンタ７
１ｄが「０」にクリアされる。その結果、フィ―ルドメ
モリ４２のアドレス入力には１４ビットのアドレス１６
ｍが入力される。

【０３００】これは、走査線ｍに対応する水平走査記憶
エリアの先頭アドレスであり、フィ―ルドメモリ４２か
らは最初の輪郭点情報が読み出される。

【０３０１】以後、輪郭点情報の処理が終るごとに、ラ
ッチ７１ｃの出力するセクタアドレスは保持されたま
ま、セクタ内選択用カウンタ７１ｄが１，２，…１４と
カウントアップし、２番目，３番目，…１５番目の輪郭
点情報が読出される。

【０３０２】そして、セクタ内選択用カウンタ７１ｄの
出力する値が１５になった時、フィ―ルドメモリ４２か
らは輪郭点情報にかわって「次のセクタアドレス」が読
出され、マルチプレクサ７１ｂを経てラッチ７１ｃに入
力する。

【０３０３】更に引き続いて、セクタ内選択用カウンタ
７１ｄがカウントすると、その出力する値は再び「０」
となり、同時にラッチ７１ｃは次のセクタアドレスを出
力するようになる。

【０３０４】このように、輪郭点情報の読み出しは、セ
クタ内では連続的に行われるが、ひとつのセクタの読出
しが終了する時点では、「次のセクタアドレス」を参照
しながら芋蔓式に行われる。

【０３０５】なお、この読出し動作は終了コ―ドが検出
されるまで継続する。

【０３０６】

【発明の効果】本発明によれば、輪郭点演算手段におい
てポリゴンの裏表が判断され、裏のポリゴンについては
輪郭点ペアとして出力されない。従って、その後の処理
においてこの裏のポリゴンの処理を行う必要がなくなる
ため、ハードウエアの負担を大幅に軽減できる。この結
果、ハードウエアの処理の高スピード化、ハードウエア
の小型化、画質の向上を図れることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像合成装置を用いて形成されたシュ
ミレ―ション装置の全体説明図である。

【図２】本発明を用いて形成される画像表示装置の全体
ブロック図である。

【図３】画像情報供給源において用いられる移動座標系
の１例を示す説明図である。

【図４】輪郭点情報とフィ―ルドメモリとの関係を示す
説明図、

【図５】（Ａ）は本発明において用いられるラインバッ
ファの概略説明図であり、（Ｂ）は本発明において用い
られる空き領域検出部の概略説明図である。

【図６】（Ａ）は本発明において用いられるラインバッ
ファの概略説明図であり、（Ｂ）は本発明において用い
られる空き領域検出部の概略説明図である。

【図７】第７図はコミュニケ―ションメモリの構造を示
す説明図である。

【図８】フィ―ルドプロセッサ回路の具体的な構成を示
す説明図である。

【図９】第８図に示すフィ―ルドプロセッサ回路の動作
を示すフロ―チャ―ト図である。

【図１０】第８図に示すフィ―ルドプロセッサ回路の動
作を示すフロ―チャ―ト図である。

【図１１】第８図に示すフィ―ルドプロセッサ回路の動
作を示すフロ―チャ―ト図である。

【図１２】第８図に示すフィ―ルドプロセッサ回路の動
作を示すフロ―チャ―ト図である。

【図１３】第８図に示すフィ―ルドプロセッサ回路の動
作を示すフロ―チャ―ト図である。

【図１４】実施例において用いられる輪郭点情報の説明
図である。

【図１５】フィ―ルドメモリに対する読出／書込みタイ
ミングを示す説明図である。

【図１６】第１図に示すラインプロセッサ回路の第１の
具体例を示すブロック図である。

【図１７】第１図に示すフィ―ルドメモリの他の具体例
を示す説明図である。

【図１８】第１７図に示すフィ―ルドメモリに対して使
用されるラインプロセッサ回路の説明図である。

【図１９】第１図に示すフィ―ルドメモリの他の具体例
を示す説明図、

【図２０】第１９図に示すフィ―ルドメモリに対して使
用されるラインプロセッサ回路の説明図である。

【図２１】本実施例による裏面除去の一例について説明
する概略説明図である。

【符号の説明】

１０ 画像情報供給源 １２ フィ―ルドプロセッサ回路 １４ 画像合成装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の頂点座標の組み合わせとして構成
   される多面体として表現された３次元表示物体の各頂点
   座標を所定の投影面上に透視投影変換し、前記３次元表
   示物体を投影された各頂点で表される複数のポリゴンを
   組み合わせた２次元画像に変換し、この各ポリゴンの各
   頂点座標が、各ポリゴンの裏表情報に応じた順序で出力
   される画像情報供給手段と、 前記ポリゴンを構成する輪郭線と前記ラスタディスプレ
   イ用の水平走査線とが交叉する輪郭点のＸ座標を、前記
   ポリゴンの各頂点を結ぶ各輪郭辺ごとに演算し、これを
   第１の輪郭点と第２の輪郭点の輪郭点ペアとして出力す
   る輪郭点演算手段と、 演算される各ポリゴンの輪郭点ペアに基づき、前記複数
   のポリゴンを組み合わせ前記２次元画像合成用の画像信
   号を出力する画像信号合成手段と、 を含み、 前記輪郭点演算手段は、前記画像情報供給手段から出力
   されるポリゴンの各頂点座標の出力順序と、各輪郭辺の
   始点と終点におけるポリゴンの各頂点座標の増減と、第
   １の輪郭点と第２の輪郭点の座標の増減とにより、処理
   を行っているポリゴンが裏のポリゴンか表のポリゴンで
   あるかを判別し、裏のポリゴンである場合は輪郭点ペア
   として出力しないことを特徴とする疑似３次元画像合成
   装置。