JPH0752470B2

JPH0752470B2 - 三次元図形塗り潰し表示装置

Info

Publication number: JPH0752470B2
Application number: JP61151675A
Authority: JP
Inventors: 徹酒井原; 都仁尾; 猛加藤; 淳太郎亀井; 修一仙田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPS638987A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、表示対象である多角形等の複雑な三次元図形
に対して高速で塗り潰し処理を可能とした三次元図形塗
り潰し表示装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の多角形の塗り潰しの１つの方法として、スキャン
コンバーション法が考えられている。この方法は、多角
形の幾何学的な情報から多角形の内部の点を求め、この
点を塗るものである。すなわち、多角形の最も上の点を
横切る走査線から最も下の点を横切る走査線まで順次走
査線と多角形の辺の交点を求め、この交点を走査線方向
にソートして、交点間を走査線に沿って塗るものであ
る。この方法では、多角形の辺の数が多い場合や、多角
形が凹である場合、多角形が自分自身で交差している場
合など処理が複雑になり、塗り潰しに時間がかかる問題
がある。この方法の詳細については、ジェームズディ
フォーリとアンドリースバンダム共著の“ファン
ダメンタルズオブインターラクティブコンピュー
タグラフィックス",アディソンウェスリパブリッ
シングカンパニイ 1982（James D.Foley,Andries Va
n Dam,“Fundamentals of Interactive Computer Graph
ics",Addison Wesley Publishing Compony,1982）の第1
1章７節を参照されたい。

このスキャンコンバーション法の欠点を改良すべく次の
方法が考案されている。すなわち基本的には、最初に塗
り潰し対象多角形の境界線を作業用のメモリプレーン上
に書き、この内部を塗り潰すもので、まずこの多角形を
含む矩形領域を求め、この矩形領域の１画素,1画素に対
して、この画素が塗り潰し対象多角形の内部にあるか否
かを判定し、内部である場合に塗るものである。この判
定法は、前記矩形を左端から右端まで走査方向に辿り、
奇数番目に境界線と交差した点から次に交差する点まで
を塗べき画素であると判定するものである。ただし、単
に前記境界線を用いて前記判定を行った場合、塗り誤り
が出るので第２図〜第４図で示した方法により塗り潰し
を行う。なお、この改良方法の詳細については、本出願
人による特願昭57-181311号「塗り潰し図形発生装置」
を参照されたい。ここではこの改良方法の概要の説明に
とどめる。第２図は前記改良方法により塗り潰しを行う
二次元図形表示システムである。４は図形データバッフ
ァで塗り潰し対象多角形の頂点数や頂点の座標（二次元
空間内座標）等、塗り潰し図形の幾何学的な情報を保持
する。５は描画プロセッサで、図形データバッファ４に
保持されている塗り潰し対象図形の塗り潰しを行い、フ
レームメモリ６に書込む。フレームメモリ６に書込まれ
た画像情報は、CRT等の表示装置101に表示される。ここ
までの構成は通常の表示システムと同様のものであるで
あるが、これらの他、始終点メモリ７および境界線メモ
リ８を前記二次元図形表示システムは備えている。ここ
で始終点メモリ７は、各画素毎に１ビットの情報を記憶
するメモリで、塗るべき画素か否かを判定するためのも
ので、この始終点メモリ７の前記矩形領域の各走査線を
たどり、各走査線で奇数番目に“1"が書かれた点から、
次に“1"が書かれた点までを塗る、すなわち、始終点メ
モリ７は文字どうり、塗り潰しの開始点および終了点を
記憶している。境界線メモリ８は、各画素毎に１ビット
の情報を記憶するメモリである。塗り潰しの誤りを防止
するため始終点メモリ７には境界線上の後に述べる特異
点を書込まない、このため境界線上に塗り残しの点が出
る。これを補うためあるいは、境界線を一切表示しない
場合に境界線であることを判定するため、境界線メモリ
８に境界線上の点に“1"を書込んでおく。

第３図（ａ）は始終点メモリ、同図（ｂ）は境界線メモ
リを示したものである。これらの図の丸印はメモリに
“1"が書込まれていることを示す。同図（ｂ）に示され
た自分自身で交差し、三角形を二個合わせたような図形
を塗る場合を考えると、始終点メモリ７は、Ｙ方向の極
大点Ｐ₁,P₈〜Ｐ₁₁が、同じく極小点Ｐ₄〜Ｐ₆が特異点と
してそれぞれ除かれている。もし、除かれていないと、
Ｙ＝4,Y＝１の走査線上で５個,3個の“1"が書込まれて
いることになり、点（6,4），点（5,1）、および点（6,
1）が塗られてしまうことになる。また図形の交差のた
めの縮退点Ｐ₃も特異点として除かれている。もし、除
かれていないと、Ｙ＝２の走査線上で１個“1"が書込ま
れることになり、点（4,2），点（5,2）および点（6,
2）が塗られてしまう。従って、始終点メモリ７にはＰ₂
とＰ₇の点にのみ“1"が立てられることになる。この状
態で塗り潰しを行うことを考える。

まず、走査を行う矩形を画面全体７×６画素とする。ま
ずＹ＝５の走査線では一切塗り潰しを行わない、Ｙ＝４
の走査線では、始終点メモリを走査しても塗り潰し対象
画素は無いが、境界線メモリ８辿ると、境界線となって
いる画素があり、この点Ｐ₁,P₈〜Ｐ₁₁に対して所定の色
情報をフレームメモリ６に書込む。すなわち、始終点メ
モリ７にて、奇数番目の“1"の点から次の“1"までの点
であるか、又は境界線メモリ８に“1"が立っている点か
の場合のいずれかの場合に、フレームメモリ６に対して
書込みを行う。Ｙ＝３の走査線では、Ｐ₂とＰ₇の間が塗
られ、Ｙ＝２の走査線ではＰ₃が、Ｙ＝１の走査線で
は、Ｐ₄〜Ｐ₆が塗られる。Ｙ＝０については一点も塗ら
れない。この結果の所望の図形の塗り潰しが行われるこ
とになる。

前記特異点の除去に関して、極大点，極小点の判定は、
第４図（ａ）〜（ｆ）に示した６つの場合に集約するこ
とができる。第４図中の白丸は極大あるいは極小と判定
される点である。この判定は、一連の点列における各点
が次の点へ進む方向、すなわち、上向，下向および水平
と１つ前の点が刻点へ進んだ方向により行う。ただし、
点列が水平に進んだ時は、水平に進む直前の進行方向を
も加味して判定を行う。この判定法と前記縮退点の除去
法は直接本発明とは関係がないので説明を省略するが、
詳細については、前記特許出願明細書を参照されたい。

前記改良塗り潰し法では、複雑な形状の二次元図形を高
速に表示することが出来た。ところが、三次元図形の場
合、物体の隠にある物体の表示を抑止するおよび、物体に陰影付を行って立体感を出すを行う必要がある。隠面消去法として最も一般的である
Ｚバッファ法を用いた場合、塗り潰す各画素のＺ座標
（奥行き値）を塗り潰し対象多角形の頂点のＺ座標から
補間して求める必要がある。また、一般的な輝度補間シ
ェーディングを行う場合、塗り潰し対象多角形の輝度か
ら、塗り潰す各画素の輝度を補間する必要がある。前記
改良塗り潰し法にて、塗り潰すべき画素か否かの判定は
高速に行えるようになったが、画素毎に前に述べたよう
なＺ座標の補間および輝度の補間を表示図形の全頂点の
値をもとに行う必要があり、塗り潰し速度を著しく低下
させてしまう。また前記補間処理を単純化し、高速化す
るため境界線上の点のＺ座標および輝度を記憶し、走査
線と境界線の交点上のＺ座標および輝度から走査線上の
点のＺ座標および輝度を補間する方法も考えられるが、
始終点メモリ７および境界線メモリ８の他にＺ座標およ
び輝度を記憶するメモリが必要となる。

なお、隠面消去およびシェーディングについては前掲フ
ォーリ他の著書を参照されたい。

また、三次元CADでは円筒のパイプの側面に円筒を継ぐ
ような場合が多く、円筒、通常は円周方向に何分割した
多面体で表現され、継ぎ目では円筒を構成する多角形か
ら継がる円筒の部分を取除いた形となり、凹多角形等、
複雑な形状の多角形が出来やすく、これを高速に表示で
きることは重要である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は隠面消去やシェーディングを必要とする
三次元図形の塗り潰しについては配慮されておらず、塗
り潰しに時間がかかるという課題があった。また、上記
塗り潰しを高速化するためには、境界線上のＺ座標およ
び輝度を記憶する必要があり、ハードウェア規模が大き
くなるという課題があった。

本発明の目的は、上記課題を解決すべく、表示対象であ
る凹多角形や中空きの多角形等の複雑な形状の三次元図
形に対する塗り潰し処理を高速で、且つ簡単な処理で実
現できるようにした三次元図形塗り潰し表示装置を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、塗り潰し表示対
象の三次元図形の幾何情報を格納する図形データバッフ
ァと、該図形データバッファに格納された塗り潰し表示
対象の三次元図形の幾何情報から投影によって得られる
表示対象の二次元図形に対して該二次元図形が内部に含
まれるように各頂点Ｖにおいて奥行値（Ｚ値）を有する
座標データ（X,Y,Z）と輝度Ｉまたは法線ベクトルとか
ら形成された母凸多角形図形を定義し、該定義された母
凸多角形図形上における前記表示対象の二次元図形の境
界線情報から一定の規則に従って生成された情報との交
差回数によって前記表示対象の二次元図形の境界線の内
部であるか否かを判定し、前記母凸多角形図形上におい
て前記判定により境界線の内部と判定された領域におけ
る各画素の奥行値と輝度または法線ベクトルを、前記定
義された母凸多角形図形の各頂点における奥行値（Ｚ
値）を有する座標データと輝度または法線ベクトルとに
基づいて線形補間することによって算出して表示対象の
二次元図形に対して塗り潰し処理（隠面消去処理および
シェーデング処理）を施す描画計算手段とを備えたこと
を特徴とする三次元図形塗り潰し表示装置である。

〔作用〕

上記構成により表示対象である複雑な形状の三次元図形
に対する塗り潰し処理を高速で、且つ簡単な処理によっ
て実現することができる。第１図に本発明に係る塗り潰
し法を示す。１は塗り潰し図形の境界線Ｑ₁Ｑ₂,Q₂Ｑ₃,Q
₃Ｑ₄,Q₄Ｑ₁、２は母凸多角形Ｖ₁,V₂,V₃,V₄、３は走査線
である。母凸多角形２の頂点Ｖ₁,V₂,V₃,V₄の座標値はそ
れぞれ（Ｘ₁,Y₁,Z₁），（Ｘ₂,Y₂,Z₂），（Ｘ₃,Y₃,Z₃）
および（Ｘ₄,Y₄,Z₄）である。スキャンコンバージョン
法と同様の方法で、母凸多角形２の最上部（Ｙ＝Ｙ₄）
から最下部（Ｙ＝Ｙ₂）まで、左側の辺から右側の辺の
間を走査する。この時走査の両端のX,Z座標および輝度
は、この走査線が交差する辺の両端点の値から線形補間
にて求める。例えば走査線３の左端の値は頂点Ｖ₁と頂
点Ｖ₂の値から線形補間にて求める。さらに、走査線上
の各点のＺ座標および輝度は、走査線の両端の値から線
形補間にて求める。

一方、本発明では走査線上の各点が、塗り潰すべき領域
内かどうかは、前記塗り潰し法と全く同様の方法で判定
する。もし、塗り潰すべき点である場合は、先に述べた
方法により求めたＺ座標とＺバッファの値を比較して、
他の面に隠されていないと判定された時は、先に述べた
方法により求めた輝度をフレームメモリに書込む。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図，第５図〜第７図によ
り説明する。第５図（ａ）に本発明による塗り潰しを行
う三次元図形表示システムを示す。

４は図形データバッファで、三次図形の幾何情報を記憶
する。５は描画プロセッサで、本塗り潰し法による塗り
潰しを行う。６〜８は第２図に示した二次元図形システ
ムのものと同一のものである。すなわち、６はフレーム
メモリで、表示装置画面の各画素の輝度情報を記憶す
る。７は始終点メモリで、塗り潰し領域の始終点を記憶
する。８は境界線メモリで、塗り潰し領域の境界線を記
憶する。９はＺバッファで、表示図形の各画素点の、すなわちＺ座標を記憶し、次に同一画素点に他の図形
を書く場合、この図形の奥行き値と、Ｚバッファ９の値
を比較して、より手前にある図形、具体的にはＺ座標の
より小さい図形の画素点を表示する、すなわち、隠面消
去のためのものである。描画プロセッサ５では、三次元
図形を取扱うため、三次図形の投影，シェーディングお
よび隠面消去のための処理が必要となる。

第５図（ｂ）に描画プロセッサ５の詳細な構成を示す。
51はマイクロプロセッサで、ローカルメモリ52上のプロ
グラム及びデータにより本塗り潰し処理を行う。53は図
形データバッファ制御回路で、マイクロプロセッサ51の
指令で、図形データバッファからマイクロプロセッサ51
のレジスタあるいは、ローカルメモリ52に図形データを
読み出す処理を行う。54はメモリ制御回路で、マイクロ
プロセッサ51の指令で、フレームメモリ6,始終点メモリ
7,境界線メモリ８あるいはＺバッファとマイクロプロセ
ッサ51のレジスタあるいはローカルメモリ52間でデータ
の転送を行う処理を行う。55は、マイクロプロセッサ5
1,ローカルメモリ52,図形データバッファ制御回路53お
よびメモリ制御回路54を結ぶ内部バスである。

さて、第１図の表示図形を例にとり、本塗り潰法を説明
する。まず表示図形の指定は以下のように行う。

Ｍ−AREA-DEF（Ｖ₁,I₁,V₂,I₂,V₃,I₃,V₄,I₄）（ａ） POLY-LINE（Ｑ₁,Q₂,Q₃,Q₄,Q₁）（ｂ） PARTITION （ｃ） POLY-LINE（Ｑ₅,Q₆,Q₇,Q₅）（ｄ） AREA-DEF-END （ｅ）（ａ）は母凸多角形Ｖ₁,V₂,V₃,V₄を定義するとともに、
本塗り潰し領域の定義開始を宣言する。（ｂ）は境界線
Ｑ₁Ｑ₂,Q₂Ｑ₃,Q₃Ｑ₄,Q₄Ｑ₁の定義を行う。境界線に閉じ
ていることが必要である。（ｃ）は複数の境界線がある
場合の境界線の区切りを示す。なお、境界線が閉じてい
れば、１つの境界線を複数の線分指定の列として定義し
てもよい。（ｄ）は境界線の定義である。（ｅ）は本塗
り潰し領域の定義終了の宣言である。なお、第１図の例
では（ｃ）および（ｄ）は不要である。

通常この指定はホスト計算機（図示せず）の三次元CAD
アプケーションプログラム等（図示せず）により行わ
れ、ホスト計算機から、表示図形に関するデータが第９
図に示したコマンドの形式で、図形データバッファ４に
送られ記憶される。第９図の41は母凸多角形の定義コマ
ンドで、411にこの旨を示すオペレーションコード、412
に母凸多角形の頂点数、413〜415には頂点の座標および
輝度を記憶する。すなわち、4121には第一頂点のＸ座
標、4122には同Ｙ座標、4123には同Ｚ座標、4124には同
輝度がそれぞれ記憶される。414〜415の形式も、413同
様である。

42に線分列すなわちポリラインのコマンド形式を示す。
421にポリラインであることを示すオペレーションコー
ド、422には頂点の数、423〜425には頂点の座標が記憶
される。423には、4231にＸ座標、4232にＹ座標、4233
にＺ座標の形式で頂点の座標が記憶される。43は境界線
区切コマンドで、431にこの旨を示すオペレーションコ
ードが記憶される。44に定義終了コマンドで、441には
この旨を示すオペレーションコードを記憶する。

描画プロセッサ５すなわち、マイクロプロセッサ51は、
図形データバッファ４に保持された前記コマンドを図形
データバッファ制御回路53を介して取込み、第６図に示
した手順300に従って、塗り潰しを行う。この際、第８
図に示したローカルメモリ52上のテーブルを用いる。

第８図において、15は後に述べる左辺列の頂点の座標を
記憶するテーブル、左辺座標列テーブルで151に左辺列
の第１の頂点すなわち、一番上にある頂点のX,Y,Z座標
が記憶される。以後上の頂点から順番に左辺列の頂点の
座標が152〜154に記憶される。16は右辺座標列テーブル
で、後に述べる右辺列の頂点の座標を、左辺座標列テー
ブルと同様に上の頂点から順番に161〜164に記憶する。
17は左辺輝度列テーブルで、左辺列の頂点の輝度を、上
の頂点から順番に171〜174に記憶する。18は右辺輝度列
テーブルで、右辺列の頂点の輝度を、上の頂点から順に
181〜184に記憶する。10は処理中右辺番号エリアであ
り、処理中の走査線と交わる右辺の番号（上から1,2,3
と番号付けられている）を保持する。第８図に示したよ
うに該当辺の上側の頂点の右辺座標列テーブル16および
右辺輝度列テーブル18のエントリを指していることにな
る。11は処理中左辺番号エリアで、処理中の走査線と交
わる左辺の番号を保持する。12は処理中走査線Ｙ座標エ
リアで、処理中の走査線のＹ座標を保持する。13は最終
走査線Ｙ座標エリアで、走査処理の終了を知るためのも
ので最終走査線、すなわち処理すべき最も下の走査線の
Ｙ座標を保持する。14は走査線上を処理している点のＸ
座標を保持する。

19は走査線左端座標テーブルで、処理中の走査線と左辺
との交点のX,Z座標を191,192に保持する。20は走査線右
端座標テーブルで、処理中の走査線と右辺との交点のX,
Z座標を201,202に保持する。21は走査線左端輝度エリア
で、処理中の走査線と左辺との交点の輝度で、この辺の
両端の輝度から計算される値を保持する。22は走査線右
端輝度エリアで、処理中の走査線と右辺との高低の輝度
を保持する。ここで、処理中走査線Ｙ座標エリア12およ
び処理中Ｘ座標エリア14にて指定される画素に対して、
走査線左端座標テーブル19,走査線左端輝度エリア21,走
査線右端座標テーブル20,走査線右端輝度エリア22の内
容から、補間処理によりこの画素のＺ座標および輝度が
得られ、塗り潰しが可能であることは言うまでもない。

さて、第６図の301で、始終点メモリ７に対して、前記
塗り潰し法に従って塗り潰し領域Ｑ₁,Q₂,Q₃,Q₄の始終点
をメモリ制御回路54を経由して設定する。302にて、境
界線メモリ８に対して塗り潰し領域の境界線Ｑ₁Ｑ₂,Q₂
Ｑ₃,Q₃Ｑ₄,Q₄Ｑ₁をメモリ制御回路54を経由して書込
む。303では母凸多角形２（Ｖ₁,V₂,V₃,V₄）を、第７図
（ａ），（ｂ）にそれぞれ示したように、左側の辺の
列，左辺列と右側の辺の列，右辺列に分離して、左辺列
の頂点Ｖ₄,V₁,V₂の座標を第８図の左辺座標列テーブル1
5にＹ座標の大きい順、すなわち、上の頂点から順に設
定する。151にはＶ₄の座標,152にはＶ₁の座標,153には
Ｖ₂の座標をそれぞれ設定する。また左辺列の頂点Ｖ₄,V
₁,V₂の輝度Ｉ₄,I₁,I₂を第８図の左辺輝度列テーブル17
に座標の場合と同じ順序で設定する。すなわち、171に
はＩ₄,172にはＩ₁,173にはＩ₂をそれぞれ設定する。右
辺列についても同様に、Ｖ₄,V₃,V₂の座標を右辺座標列
テーブル16に、輝度Ｉ₄,I₃,I₂を右辺輝度列テーブル18
に設定する。

304にて、処理中左辺番号エリア10および処理中左辺番
号エリア11に最初の辺であることを示す“1"を設定す
る。305にて、塗り潰し処理を行う最初の走査線、すな
わち最も上の走査線のＹ座標、これは左辺列の第１頂点
のＹ座標となるが、この値を処理中走査線Ｙ座標エリア
12に設定する。306にて最終走査線のＹ座標、これは左
辺列の最終頂点のＹ座標となるか、この値を最終走査線
Ｙ座標エリア13に設定する。

307にて処理中走査線Ｙ座標エリア12で指定される走査
線と処理中左辺番号エリア11にて指定される左辺と交わ
る点のX,Z座標を前記辺の両端の座標（これは、左辺座
標列テーブル15に保持されている）から補間にて求め、
走査線左端テーブル19に設定する。308にて左辺の場合
と同様の方法により、処理中の走査線と右辺との交点の
座標を求め、これを走査線右端座標テーブル20に設定す
る。309では、307にて求めた処理中の走査線と左辺との
交点の輝度を、この左辺の両端の輝度から補間にて求
め、走査線左端輝度エリア21に設定する。ここでこの左
辺の両端の輝度は、処理中左辺番号エリア11の指示して
いる左辺輝度列テーブル17のエントリと次のエントリか
ら得られる。310では、309と同様の方法で、処理中の走
査線と右辺の交点の輝度を求め、走査線右端輝度エリア
22に設定する。311にて、処理中Ｘ座標エリア14に対し
て、一番最初に処理する画素のＸ座標、すなわち、走査
線左端Ｘ座標エリア191の内容を設定する。

312にて、処理中Ｘ座標エリア14にて指定される画素の
Ｚ座標を、処理中の走査線の両端のＺ座標（これは、走
査線右端座標テーブル19と走査線右端座標テーブル20に
保持されている）から補間にて求める。313にて、処理
対象画素の輝度を、312と同様に、走査線左端輝度エリ
ア21および走査線右端輝度エリア22の内容から補間にて
求める。続いて、314では、従来の塗り潰し方法と同様
に、始終点メモリ７および境界線メモリ８をメモリ制御
回路54経由で参照して、対象画が、塗り潰し領域内の点
であるか判定する。もし、領域外であれば、315および3
16の処理をスキップする。315では、312で求めた対象画
素のＺ座標と、メモリ制御回路54経由で読み込んだＺバ
ッファ上の対象画素の値を比較し、Ｚバッファの値が大
きい場合すなわち、前に書かれた図形の方か、今、書こ
うとする図形より奥にある場合は、Ｚバッファの内容を
書込もとしている画素のＺ座標の値に更新し、316へ進
む。Ｚバッファの値の方が小さい場合は、316の処理を
スキップする。316では、313で求めた輝度をフレームメ
モリ６にメモリ制御回路54経由で書込む。処理中の走査
線上の次の画素の処理に進むため、317にて、処理中Ｘ
座標エリア14の内容を＋１だけ更新する。318にて、処
理中の走査線上の全画素の処理が終ったかどうかを、処
理中Ｘ座標エリア14の内容が、走査線右端Ｘ座標エリア
の内容を越えたかどうかで判定する。もし越えている場
合は、319に進み、越えていない場合は、312に戻り、同
一走査線上の右隣の画素の処理を行う。319では、処理
中走査Ｙ座標エリア12の内容を−１更新し、直ぐ下の走
査線の処理に移る。320にて、全ての走査線の処理が終
了したかどうかを判定する。これは319にて更新した処
理中走査線Ｙ座標エリア12の内容が最終走査線Ｙ座標エ
リア13の内容より小さいかどうかで判定する。もし、小
さい場合は塗り潰し処理が終了したことを示し終了す
る。そうでない時は、321へ進み処理中の左辺が更新さ
れるかどうかを判定し、更新される場合、処理中左辺番
号エリア11の内容を＋１だけ更新する。この判定は、処
理中の左辺（処理中左辺番号エリア11により指されてい
る。）の下端のＹ座標が、319で更新された処理中走査
線Ｙ座標エリア12の内容より大きい場合、更新と判定す
る。同様に、必要ならば処理中右辺番号エリア10を更新
する。321から307へ戻り、新しい走査線の処理に移る。

このように母凸多角形の上端から、左辺，右辺を更新し
ながら順次、下端まで走査線の処理を行うことにより、
所望の領域を隠面消去およびシェーディングを施して塗
り潰すことができる。

ここで、隠面消去やシェーディングを行うために用いた
母図形は、凸多角形であったが、これを同筒形や球面な
ど内部の点の座標が幾何情報から比較的容易に求めるこ
とが可能で、またシェーディングのため輝度の計算がで
きるものであれば、どんな母図形でも本発明を適用でき
る。また、本実施例では、シェーディングは、母凸多角
形の頂点の輝度から内部を線形補間して求める輝度補間
シェーディングと呼ばれるものであるが、母凸多角形の
頂点の法線ベクトルから各画素の法線ベクトルを補間に
て求め、この法線と光源方向，視点方向を用いて各画素
の輝度を計算する法線補間シェーディングに対しても、
本発明を適用可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、凹多角形、自分自身で交差した図形あ
るいは中抜きのある図形等の複雑な形状をした表示対象
の三次元図形に対する院面消去またはシェーディング等
の塗り潰し処理を高速で、且つ簡単な処理によって実現
することができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の塗り潰し法を示した図、第２図は従来
の塗り潰し法を用いた二次元図形表示システムを示す
図、第３図は従来の塗り潰し法で用いた始終点メモリと
境界線メモリの内容、第４図は極大，極小の判定を示し
た図、第５図は本発明の塗り潰しを行う三次元図形表示
システムを示す図、第６図は本発明の塗り潰し処理手順
を示すフローチャート、第７図は母凸多角形の左辺列お
よび右辺列を示す図、第８図は本発明の塗り潰し処理で
用いるテーブル、第９図は塗り潰しのためのコマンドの
形式を示す図である。１……塗り潰し図形の境界線、２……母凸多角形、３…
…走査線、４……図形データバッファ、５……描画プロ
セッサ、６……フレームメモリ、７……始終点メモリ、
８……境界線メモリ、９……Ｚバッファ、300……塗り
潰し処理フローチャート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者亀井淳太郎茨城県日立市大みか町５丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者仙田修一茨城県日立市大みか町５丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗り潰し表示対象の三次元図形の幾何情報
を格納する図形データバッファと、該図形データバッフ
ァに格納された塗り潰し表示対象の三次元図形の幾何情
報から投影によって得られる表示対象の二次元図形に対
して該二次元図形が内部に含まれるように各頂点におい
て奥行値を有する座標データと輝度または法線ベクトル
とから形成された母凸多角形図形を定義し、該定義され
た母凸多角形図形上における前記表示対象の二次元図形
の境界線情報から一定の規則に従って生成された情報と
の交差回数によって前記表示対象の二次元図形の境界線
の内部であるか否かを判定し、前記母凸多角形図形上に
おいて前記判定により境界線の内部と判定された領域に
おける各画素の奥行値と輝度または法線ベクトルを、前
記定義された母凸多角形図形の各頂点における奥行値を
有する座標データと輝度または法線ベクトルとに基づい
て線形補間することによって算出して表示対象の二次元
図形に対して塗り潰し処理を施す描画計算手段とを備え
たことを特徴とする三次元図形塗り潰し表示装置。