JPH0676071A - 楕円描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種計算機に使用され、連続したパターンを
用いて楕円を描画する際に、パターンの途切れや歪みを
解消し、連続かつ均一な楕円を高速描画する。 【構成】 円を構成する画素の並びを算出し、算出され
た一つ前の描画点と現描画点の座標の差異から移動方向
を算出して出力する円移動算出器１１と、円移動算出器
１１から出力された描画点の移動方向の情報と楕円の縮
小率から楕円を構成する画素の並びを算出し、算出され
た一つ前の描画点と現描画点の座標の差異から移動方向
を算出して出力する楕円移動算出器１２と、楕円移動算
出器１２から出力された新たな算出値とその前の二つの
算出値とから真に描画すべき画素か否かを判断して描画
を行なう描画回路１３とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計算機で楕円描画を行
なう際に使用する楕円描画装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、計算機を用いたグラフィックス表
示技術の進歩は目覚ましく、ワークステーションのみな
らず、パーソナルコンピュータからワープロまで、幅広
く利用できる環境にあり、それゆえ描画の際の基準形状
の一つである楕円を高速および高精細に描く技術が要求
されている。

【０００３】以下、従来の楕円描画方法について説明す
る。従来は、ｓｉｎ、ｃｏｓのテーブルをメモリ内に格
納しておき、それをもとに内接多角形で近似楕円を描画
する方法と、ＤＤＡ（Digital Differential Analyzer
）と一般に呼ばれる手法に基づいて漸化式を定め、そ
の式に長軸、短軸の値を代入して座標を計算して描画す
る方法と、円の座標を算出してその座標に縮小係数を掛
けることによって楕円座標を算出する方法等が知られて
いる。テーブル参照による方法では、テーブル参照およ
び簡単な乗除算処理を行なう時間のみで座標を算出する
ことが可能であるが、軸の長さが長くなればなるほど、
より細かな角度間隔のテーブルを必要とするという問題
がある。ＤＤＡの手法は、このような問題はないが、計
算が複雑でハードウェア化が困難なため、高速な処理が
実現できないという問題がある。最後の円の座標から楕
円座標を算出する方法が最も単純で汎用性がある。これ
は、楕円が下記式（１）で与えられた場合、式（２）を
満たす円座標（Ｘｃ，Ｙｃ）を円座標算出器により算出
し、次いで楕円座標算出器により、式（３）で示すよう
な処理を施すことにより、楕円座標（Ｘｅ，Ｙｅ）を算
出する。

【０００４】 （ｘ² ／ａ² ）＋（ｙ² ／ｂ² ）＝１ …（１）

【０００５】ａ≧ｂの場合 ｘ² ＋ｙ² ＝ａ² ａ＜ｂの場合 ｘ² ＋ｙ² ＝ｂ² …（２）

【０００６】ａ≧ｂの場合 Ｘｅ＝Ｘｃ Ｙｅ＝（ｂ／ａ）Ｙｃ ａ＜ｂの場合 Ｘｅ＝（ａ／ｂ）Ｘｃ Ｙｅ＝Ｙｃ …（３）

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
楕円座標を算出する方法では、縮小処理のため同一座標
に２回以上の描画処理を行なう場合があり、連続したパ
ターンで描画した際に、パターンが途切れてしまうとい
う問題があった。また、図６に示すように、例えば画素
Ｂに着目すると、画素Ｂに近接する画素はＡ，Ｃ，Ｄの
３画素になり、また画素Ｄに着目すると、Ｂ，Ｃ，Ｅ，
Ｆの４画素になり、ある画素に近接する画素が少なくと
も３個以上存在する楕円を生成することになり、連続し
たパターンで描画した際に、パターンの歪みが生じると
いう問題を有していた。

【０００８】本発明、このような従来の問題を解決する
ものであり、高速で高精細な楕円描画を実現することの
できる楕円描画装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の楕円描画装置は、円を構成する画素の並び
を算出し、算出された一つ前の描画点と現描画点の座標
の差異から移動方向を算出して出力する円移動算出器
と、この円移動算出器から出力された描画点の移動情報
と楕円の縮小率から楕円を構成する画素の並びを算出
し、算出された一つ前の描画点と現描画点の座標の差異
から移動方向を算出して出力する楕円移動算出器と、こ
の楕円移動算出器から出力された新たな算出値とその前
の二つの算出値とから真に描画すべき画素か否かを判断
して描画を行なう描画回路とを備えたものである。

【００１０】

【作用】本発明は、上記構成によって、円移動算出器が
出力する移動方向の情報から、楕円移動算出器が楕円を
構成する画素の移動情報を算出し、この情報を基に真に
描画するか否かを判断して描画処理を行なうことによ
り、描画パターンの連続性および均一性を保つことがで
き、また処理をパイプライン化した回路に割り当てるこ
とにより、高速な楕円描画を実現することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図１は本発明の一実施例における
楕円描画装置の概略ブロック図である。図１において、
１１は前記式（２）に基づいて円の移動方向を算出する
円移動算出器、１２はデータ線１４を介して円移動算出
器１１から出力された円の移動情報を楕円の移動情報に
変換する楕円移動算出器、１３はデータ線１５を介して
楕円移動算出器１２から出力された楕円の移動情報か
ら、真に描画可能か否かを判定しながら描画処理を行な
う描画回路である。

【００１２】次に、以上のように構成された楕円描画装
置の動作について説明する。円移動算出器１１は、前記
式（２）に基づいて、例えばＤＤＡによって座標算出を
行ない、一つ前の算出点から現算出点のＸ方向およびＹ
方向の移動の有無を２ビットのデータに表現し、データ
線１４に出力する。すなわち、Ｘ方向に移動があった場
合は、上位のビットを１とし、Ｙ方向に移動があった場
合は、下位のビットを１とする。両方の移動があった場
合は、上位下位ともに１とする。この移動情報がデータ
線１４を介して楕円移動算出器１２に投入される。楕円
移動算出器１２は、データ線１４を介して投入される移
動情報に縮小すべき方向（楕円は円を一方向に縮小した
ものと考えることができる。）の移動があった場合、縮
小処理を１回実行し、楕円上での移動が必要か否かを計
算し、その結果をデータ線１５に出力する。すなわち、
縮小処理結果後、Ｘ方向に移動があった場合は、上位の
ビットを１とし、Ｙ方向に移動があった場合は、下位の
ビットを１とする。両方の移動があった場合は、上位下
位ともに１とする。縮小処理の結果、Ｘ方向Ｙ方向とも
に移動がない場合は、なにも情報を出力しない。これに
よって２度書きを防止する。

【００１３】楕円移動算出器１３の出力である移動情報
がデータ線１５を介して描画回路１３に投入されると、
描画回路１３は、新たな算出値とその前の二つの算出値
とから真に描画すべき画素なのか否かを判定し、楕円を
描画する処理を行なう。この描画回路１３は、例えば図
２のように実現することができる。図２において、２
０，２１，２２は２ビットのレジスタであり、格納制御
信号線２７，２８，２９が“１”となった期間に書き込
みが可能である。３０，３１は格納値制御信号線であ
り、レジスタ格納値を制御し、その値が“１”の時は、
既に格納されている値と新規投入された値の論理和がレ
ジスタ２０，２１にそれぞれ格納される。レジスタ２０
の格納値は、信号線２４を介して判定回路３２およびレ
ジスタ２１に投入される。レジスタ２１の格納値は、信
号線２５を介して判定回路３２およびレジスタ２２に投
入される。これによってレジスタ２０，２１，２２は、
３ワードシフトレジスタを構成している。信号線２３
は、楕円移動算出器１２から出力された移動情報をレジ
スタ２０および判定回路３２に入力するための信号線で
ある。信号線２６は、判定処理後の移動情報を出力する
ための信号線である。判定回路３２は、信号線２３，２
４，２５を介して投入される移動情報を基に、格納制御
信号線２７，２８，２９および格納値制御信号線３０，
３１の値を定める。

【００１４】次に、上記描画回路１３の動作について説
明する。図３は上記描画回路１３における入力値と出力
値との論理関係を示している。この論理表によれば、信
号線２３と２４との値が互いに逆であれば、信号線２５
の値が何であれ、信号線２７と３０が“１”を出力し、
また信号線２４と２５との値が互いに逆であれば、信号
線２３の値が何であれ、信号線２７と２８と３１とが
“１”を出力し、入力値がこれら以外の組み合わせであ
る場合には、信号線２７と２８と２９とが“１”を出力
するように定められている。したがって、例えば図４に
示すように、画素ａ〜ｇが楕円移動算出器１２から順番
に出力されたとすると、ｂはａに対し“１０”の方向に
移動し、ｃはｂに対し“０１”の方向に移動し、以下ｄ
は“１０”、ｅは“０１”、ｆは“１０”、ｇは“０
１”の方向にそれぞれ前の画素に対し移動したことにな
る。

【００１５】いま、図２のレジスタ２２に画素ａの２ビ
ットが格納され、レジスタ２１に画素ｂの２ビット“１
０”が格納され、レジスタ２０に画素ｃの２ビット“０
１”が格納されているものとする。このとき信号線２３
から画素ｄの２ビット“１０”が入力すると、その前の
二つの画素ｃおよびｂの２ビット“０１”と“１０”と
が、図３の論理表の第１行目の関係に相当するので、信
号線２７と３０とに“１”が出力され、レジスタ２０に
おいては、入力してきた画素ｄの“１０と既に格納され
ている画素ｃの“０１”との論理和が取られ、“１１”
が画素ｃの代わりに新たに書き込まれる。このとき、レ
ジスタ２１および２２は信号線２８、２９が“０”なの
で書き換えが行なわれず、前の状態のままになる。この
結果、図４において画素ｃは消去され、画素ａ，ｂ，ｄ
の並びになる。そして、次の画素ｅが信号線２３に入力
してきたときは、図３の論理表の最終行の場合に相当す
るので、信号線２４を通じて画素ｄの“１１”がレジス
タ２１に格納され、信号線２５を通じて画素ｂの“１
０”がレジスタ２２に格納され、レジスタ２２に格納さ
れていた画素ａが信号線２６を通じて出力され、画素ａ
の座標位置が確定される。次に、画素ｆの２ビット“１
０”が信号線２３に入力してくると、画素ｆ，ｅ，ｄ，
ｂの関係は、“１０”、“０１”、“１１”になるの
で、図３の論理表の上から２行目の関係から信号線２７
と３０に“１”が出力され、上記したのと同様に画素ｅ
が消去され、画素ｆが“１１”に書き換えられ、画素ｂ
の“１０”が信号線２６から出力されてその座標位置が
確定する。そして次の画素ｇの“０１”が入力すると、
画素ｂの座標位置が確定する。

【００１６】また図５に示すように、画素ｉが“１
０”、ｊが“０１”の場合に、画素ｋの“０１”が入力
すると、図３の論理表の下から２行目の関係から信号線
２７、２８と３１とが“１”を出力し、図２のレジスタ
２１に格納されている画素ｉの“１０”と新たに入力さ
れる画素ｊの“０１”との論理和が取られ、レジスタ２
１には画素ｉの代わりに画素ｊの“１１”が格納され
る。すなわち画素ｉが消去される。

【００１７】このように、判定回路３２を用いて移動情
報を整理することによって、ある画素に近接する画素数
を常に２個に制限することができ、歪のない楕円を高速
描画することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明は、円を構成する
画素の並びを算出し、算出された一つ前の描画点と現描
画点の座標の差異から移動方向を算出して出力する円移
動算出器と、この円移動算出器から出力された描画点の
移動情報と楕円の縮小率から楕円を構成する画素の並び
を算出し、算出された一つ前の描画点と現描画点の座標
の差異から移動方向を算失して出力する楕円移動算出器
と、この楕円移動算出器から出力された新たな算出値と
その前の二つの算出値とから真に描画すべき画素か否か
を判断して描画を行なう描画回路とを備えているので、
同一点を２度書きせず、ある画素に近接する画素数を常
に２個に制限することにより、歪みのない高精細な楕円
を高速描画することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における楕円描画装置の概略
ブロック図

【図２】同楕円描画装置における描画回路の概略ブロッ
ク図

【図３】同描画回路の判定回路における論理関係を示す
一覧図

【図４】（ａ）同判定回路における動作例を示す模式図 （ｂ）各画素に対する移動情報の対応図

【図５】（ａ）同判定回路における他の動作例を示す模
式図 （ｂ）各画素に対する移動情報の対応図

【図６】（ａ）従来の楕円描画装置における動作例を示
す模式図 （ｂ）各画素に対する移動情報の対応図

【符号の説明】

１１ 円移動算出器 １２ 楕円移動算出器 １３ 描画回路 １４，１５ 信号線 ２０〜２２ レジスタ ２３〜３１ 信号線 ３２ 判定回路

フロントページの続き (72)発明者 島 崎 成 夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 上 杉 明 夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円を構成する画素の並びを算出し、算出
   された一つ前の描画点と現描画点の座標の差異から移動
   方向を算出して出力する円移動算出器と、前記円移動算
   出器から出力された描画点の移動情報と楕円の縮小率か
   ら楕円を構成する画素の並びを算出し、算出された一つ
   前の描画点と現描画点の座標の差異から移動方向を算出
   して出力する楕円移動算出器と、前記楕円移動算出器か
   ら出力された新たな算出値とその前の二つの算出値とか
   ら真に描画すべき画素か否かを判断して描画を行なう描
   画回路とを備えた楕円描画装置。