JPH08329261A - パラメータ曲線発生器 - Google Patents
パラメータ曲線発生器Info
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- JPH08329261A JPH08329261A JP7134192A JP13419295A JPH08329261A JP H08329261 A JPH08329261 A JP H08329261A JP 7134192 A JP7134192 A JP 7134192A JP 13419295 A JP13419295 A JP 13419295A JP H08329261 A JPH08329261 A JP H08329261A
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/17—Function evaluation by approximation methods, e.g. inter- or extrapolation, smoothing, least mean square method
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
Abstract
算を高速に実行できるベジェ曲線を求めるパラメータ曲
線発生器を提供することを目的とする。 【構成】 加算器81′〜83′において(P0 +P
1 )/2等が計算され、その結果がそれぞれレジスタ9
2′,94′,96′に格納される。次に、加算器8
1′において、レジスタ92′の内容とレジスタ94′
の内容が計算され、レジスタ93′に格納される。そし
て、加算器83′においてレジスタ94′の内容とレジ
スタ96′の内容が計算されて、結果がレジスタ95′
に格納される。そして加算器82′においてレジスタ9
3′の内容とレジスタ95′の内容が計算されて、結果
がレジスタ94′に格納される。収束判定回路12
1′,122′において収束しているかどうかが判定さ
れ、その結果に応じて処理が変わる。スタックメモリ1
01′には、レジスタ141〜143を介してデータが
保存される。
Description
るアウトラインフォント文字や、CAD、デザインの分
野等で用いられる任意のパラメータ曲線を発生するパラ
メータ曲線発生器に関する。
明する。3次ベジェ曲線は4点の座標P0 ,P1 ,P
2 ,P3 を用いて次式で表される。
御点(P0 …P3 )の中点を順次取っていくと、2つの
ベジェ曲線(Q0 …Q3 ,R0 …R3 )に分割される。
ただし、Q3 =R0 である。この分割を繰り返し実行
し、制御点の全長がビット距離1内に至るまで行うこと
により、描画が完成する。
分割すると2倍のデータが発生するが、その内片方(R
0 …R3 )をスタックに退避し、片方(Q0 …Q3 )を
次回の初期値とする。これを繰り返し行い、ある時点で
(Q0 …Q3 )が集束すると、次回は(R0 …R3 )を
初期値とする。(Q0 …Q3 ),(R0 …R3 )双方と
も集束した場合には、次回の初期値として直前にスタッ
クに退避した制御点データを復帰して用いる。スタック
が空になると全部の処理が終了する。このように処理を
行うと、ベジェ曲線の展開された描画点列は、P0 →P
3 に向って連続的に得られる。
回の加算と1回の1/2除算を必要とする。この場合、
1/2除算は1ビット右シフトにより行えるため、1個
の加算器があれば、その出力を1ビット右にずらしたも
のを得ることで、加算と1/2除算とを行うことができ
る。制御点データがnビットの場合には、加算結果の上
位n−1ビットが2分割演算の結果である。そして、演
算結果の最上位ビットとして前記加算器の桁上げ出力を
用いてもよい。
線発生器の回路例である。レジスタ1〜4には前記(P
0 …P3 )が格納される。加算器11〜16により2分
割演算が行われ、それぞれ、21〜27に演算結果(
Q0 …Q3 ,R0 …R3 )が出力される(Q3 とR0 は
同じで24に出力される)。
Q0 −Q3 |,|R0 −R3 |を求めて、これらが予め
設定された収束条件を満たしているかを判定する。すな
わち、ビット距離1内にあるかを判定する。
御点の収束状態に応じて3通りに分類される。すなわ
ち、(Q0 …Q3 )が収束していない場合、(Q0 …Q
3 )が収束しており(R0 …R3 )が収束していない場
合、(Q0 …Q3 )および(R0 …R3 )共に収束して
いる場合の3通りである。この動作は、図示していない
制御回路で制御されている。
次にセレクタ41を通じてレジスタ2〜4に(Q1 …Q
3 )、すなわち、22,23,24に出力される値が格
納される。レジスタ1の内容はQ0 に等しいのでそのま
まである。同時にバス51を通じて(R1 …R3 )の3
点の値すなわち、25,26,27に出力される値がス
タックメモリ61に退避される。そして、新しい(Q1
・・・ Q3 )に対して同様の演算を行う。
R3 )が収束していない場合は、Q0 すなわち、レジス
タ1の出力値21が出力される。次の点を計算するため
に、セレクタ41を通じてレジスタ1〜3に(R0 …R
2 )すなわち、24,25,26が格納される。レジス
タ4の内容はR3 に等しいのでそのままである。
束している場合は、Q0 ,R0 が出力される。そして、
R0 の次の点を計算するために、レジスタ4の内容(R
3 )がセレクタ41を通じてレジスタ1に格納されると
共に、バス51、セレクタ41を通じてスタックメモリ
61から直前に退避された3点の値がレジスタ2〜4に
格納される。
クサイクル中に前記2分割演算、収束判定、セレクタ4
1切替え、レジスタ1〜4への転送、およびスタックメ
モリ61への退避/復帰が行えるようにクロックサイク
ルを設定する必要がある。すなわち、データの転送時間
は無視すると、 (1クロックサイクル)>(加算器1段の遅延時間)×3 +(収束判定回路遅延時間)+(セレクタ切替え時間) +(レジスタのデータセットアップ時間) と設定し、かつその期間中に3点の制御点データを同時
にスタックメモリに退避/復帰できなければならない。
らなる整数部と、l1 ビットからなる小数部とからなる
浮動小数点データである。誤差を生じずにベジェ曲線を
発生させるためには、小数部のビット数l1 は通常l0
と同程度である必要がある。例えばl0 が16ビットで
あれば、前記パラメータ曲線発生器のレジスタ1〜4、
加算器11〜16は32ビット幅となり、かなり大きな
ハードウェア規模を要する。
点データを同時に扱うため32×3=96ビットの幅の
ポートが必要となる。同様に、データにバス51も96
ビット幅となる。この回路をLSI化するとき、このよ
うな大きな幅のバスが存在することは、配線面積の増大
を招き不利である。
レジスタ71〜74は、レジスタ1〜4同様前記(P0
…P3 )が格納される。81〜83は加算器であり、図
2の6個から3個に減らされている。また、91〜97
はレジスタであり、図2の構成に対し追加されている。
101はスタックメモリであり、111は、スタックメ
モリ101とレジスタ72〜74を接続するバスであ
る。この回路は図示していない制御回路で制御されてい
る。
ミングチャートで説明する。
行う第4のサイクルまでを説明する。
83において、Q1 =(P0 +P1)/2,S=(P1
+P2 )/2,R2 =(P2 +P3 )/2が計算され
る。その結果であるQ1 ,S,R2 が、それぞれレジス
タ92,94,96に格納される。それと同時に、P0
がQ0 としてレジスタ91に、P3 がR3 としてレジス
タ97に転送される。
レジスタ92の内容とレジスタ94の内容が加算され1
/2倍されて、結果がQ3 としてレジスタ93に格納さ
れる。また、加算器83において、レジスタ94の内容
とレジスタ96の内容が加算され1/2倍されて、結果
がR2 としてレジスタ95に格納される。
レジスタ93の内容とレジスタ95の内容が加算され1
/2倍されて、結果がQ3 (R0 )としてレジスタ94
に格納される。この時点で、レジスタ91にはQ0 、レ
ジスタ92にはQ1 、レジスタ93にはQ2 、レジスタ
94にはQ3 =R0 、レジスタ95にはR1 、レジスタ
96にはR2 、レジスタ97にはR3 が格納されている
ことになる。このようにして3回のサイクル(3クロッ
ク)で、図2と同様の2分割演算が行える。
1,122において(Q0 …Q3 ),(R0 …R3 )が
収束しているかどうかが判定され、その結果に応じて処
理が変わる。
場合を示している。収束判定回路121,122の判定
結果で、(Q1 …Q3 )が次のサイクルの初めにレジス
タ72〜74に格納されるようにセレクタ131が切替
えられる。そして、第5のサイクルの初めに(Q1 …Q
3 )がレジスタ72〜74に格納される。レジスタ71
の内容はQ0 と等しいので、そのままである。一方(R
1 …R3 )は第5,第6,第7サイクルにバス111を
通じて順次スタックメモリ101に退避される。これが
終了するまで次の前記2分割演算は開始できない。よっ
てこの場合に必要なサイクル数は7である。
(R0 …R3 )が収束していない場合を示す。第4のサ
イクルの収束判定回路121,122の判定結果で、Q
0 が出力され、(R0 …R2 )がレジスタ71〜73に
格納されるようにセレクタ131が切替えられる。第5
のサイクルの初めに(R0 …R2 )がレジスタ71〜7
3に格納される。レジスタ74の内容はR3 と等しいの
でそのままである。この場合に必要なサイクル数は4で
ある。なぜなら第5のサイクルの初めにレジスタ71〜
74の内容が確定するため、第5のサイクル以降で、上
述の第1のサイクル以降の動作が可能だからである。
3 )共に収束している場合を示す。第4のサイクルの収
束判定回路121,122の判定結果で、Q0 ,R3 が
出力され、第5,第6,第7サイクルでスタックメモリ
101から順次制御点データを復帰できるように、また
レジスタ97の内容がレジスタ71に転送されるよう
に、セレクタ131が切替えられる。次に第5,第6,
第7サイクルでバス111を通じてスタックメモリ10
1から3点の制御点データ(P1 ′,P2 ′,P3 ′)
がレジスタ72〜74に復帰される。また、第5のサイ
クルの初めに、レジスタ97の内容がセレクタ131を
通じてレジスタ71に格納される(P0 ′)。第8のサ
イクルの初めにレジスタ71〜74が確定しているの
で、この場合に必要なサイクル数は7である。
ポート幅およびバス111の幅は32ビットとなり、図
2の回路に比してLSI向きと言える。
イクルは、データの転送時間は無視すると、次式のよう
に設定する必要がある。
ル等を用いれば、図3の1クロックサイクルは、図2の
1クロックサイクルの1/4程度にできる。従って、図
2の回路に比べて、(Q0 …Q3 )が収束しており(R
0 …R3 )が収束していない場合には、同程度の速度で
処理が可能であるが、それ以外の場合はスタックメモリ
101とのバス転送サイクル分だけ遅くなる。
回路では、ベジェ曲線を求める2分割演算を高速に実行
しようとすれば、回路規模が大きくなり、バス幅が大き
くなり、その結果LSI化が難しかった。そして、回路
規模をおさえ、バス幅を小さくするためには、時分割処
理を行う必要があり、処理速度が遅くなるということが
あった。本発明はハードウェア規模を抑え、なおかつ2
分割演算を高速に実行できるベジェ曲線を求めるパラメ
ータ曲線発生器を供給することを目的とする。
任意のパラメータ曲線を発生するパラメータ曲線発生器
において、前記曲線の制御点の各座標値を格納する第1
のレジスタと、前記レジスタで保持されている制御点を
2分割し、2組の曲線の各制御点を形成する2分割回路
と、前記2分割回路によって形成された2組の曲線の各
制御点を格納する第2のレジスタと、複数組の各制御点
を順次格納するスタックメモリと、前記第1,第2のレ
ジスタと前記スタックメモリとの間に位置し、1組の各
制御点を格納する第3のレジスタと、前記第2のレジス
タで格納される制御点に基づき、前記2分割回路で制御
点の2分割を行わせるか否かを決定する判定回路とを具
備し、予め前記第1のレジスタに与えられる制御点の2
分割操作を繰り返し行うことにより、所望のパラメータ
曲線を発生して出力することを特徴とするパラメータ曲
線発生器である。
定結果に従い、前記2分割回路により形成された2組の
各制御点のうち1組が一時退避される場合、一旦前記第
3のレジスタに格納された後、前記スタックメモリに格
納されることを特徴とする請求項1記載のパラメータ曲
線発生器である。
定結果に従い、一時退避してあった1組の曲線の各制御
点が前記第1のレジスタに転送される場合、前記第3の
レジスタの内容が転送されることを特徴とする請求項1
または2記載のパラメータ曲線発生器である。
2分割操作と、前記第3のレジスタと前記スタックメモ
リとの間の転送が、同時平行して行われることを特徴と
する請求項1〜3のいずれかに記載のパラメータ曲線発
生器である。
リが一度に1個の制御点を読み書きできるように構成さ
れたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の
パラメータ曲線発生器である。
3個の加算器により構成され、各制御点の2分割操作が
3クロックで終了することを特徴とする請求項の1〜5
のいずれかに記載のパラメータ曲線発生器である。
よびスタックメモリが、整数部と少数部とで構成された
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のパラ
メータ曲線発生器である。
ジェ曲線であることを特徴とする請求項1〜7のいずれ
かに記載のパラメータ曲線発生器である。
x,y座標を持つ2次元空間のものであり、x,y座標
の個々に前記レジスタ、スタックメモリを有することを
特徴とする請求項8記載のパラメータ曲線発生器であ
る。
線を出力する出力手段を有することを特徴とする請求項
1〜9のいずれかに記載のパラメータ曲線発生器であ
る。
プリンタであることを特徴とする請求項10記載のパラ
メータ曲線発生器である。
スタに与えられるベジェ曲線の点に対して、スタックメ
モリへそれぞれの加算器からのデータを退避/復帰動作
することにより、2分割操作を繰り返し行い、所望のパ
ラメータ曲線を発生している。
は、第3のレジスタを用いることにより、前記2分割回
路によるベジェ曲線の制御点の2分割動作と、一組の各
制御点の前記スタックメモリへの退避/復帰動作を同時
平行して行えるようしている。このため、1回の前記2
分割演算を、収束状態に関わらず全ての場合について、
4クロックサイクルで行うことができる。
る。図3と比較し、機能、位置に変化のないものは図3
の構成の番号に′を付けて表示している。レジスタ14
1〜143のみが、上記で説明した図3の構成に対し、
本発明で付加されたものであり、回路規模の増加は僅か
である。
タイミングチャートを用いて説明する。なお、この回路
の制御は、図示しない制御回路を用いて行っている。
を行う第4のサイクルまでを説明する。
83′において(P0 +P1 )/2,(P 1 +P2 )
/2,(P2 +P3 )/2が計算され、その結果がQ
1 ,S,R2 として、それぞれレジスタ92′,9
4′,96′に格納される。それと同時に、P0 がQ0
としてレジスタ91′に、P3 がR3 としてレジスタ9
7′に転送される。
て、レジスタ92′の内容(Q1 )とレジスタ94′
(S)の内容が加算、1/2倍されて、結果(Q2 )が
レジスタ93′に格納される。また加算器83′におい
てレジスタ94′(S)の内容とレジスタ96′(R
2 )の内容が加算、1/2倍されて、結果(R1 )がレ
ジスタ95′に格納される。
てレジスタ93′の内容(Q2 )とレジスタ95′(R
1 )の内容が加算、1/2倍されて、結果(Q3 ,R
0 )がレジスタ94′に格納される。この時点でレジス
タ91′にはQ0 、レジスタ92′にはQ1 、レジスタ
93′にはQ2 、レジスタ94′にはQ3 =R0 、レジ
スタ95′にはR1 、レジスタ96′にはR2 、レジス
タ97′にはR3 が格納されている。
1′,122′において(Q0 …Q3 ),(R0 …R
3 )が収束しているかどうかが判定され、その結果に応
じて処理が変わる。
場合を示している。収束判定回路121′,122′の
判定結果で、(Q1 …Q3 )が第5のサイクルの初めに
レジスタ72′〜74′に格納されるように、また、
(R1 …R3 )が第5のサイクルの初めにレジスタ14
1〜143に格納されるように、セレクタ131′が切
替えられる。第5のサイクルで(Q1 …Q3 )がレジス
タ72′〜74′に格納される。レジスタ71′の内容
はQ0 と等しいのでそのままである。また、(R1 …R
3 )がレジスタ141〜143に格納される。さらに、
第5,第6,第7サイクルで、レジスタ141〜143
の内容が順次スタックメモリ101′に退避される。こ
のときレジスタ141〜143の内容は変化しない。
(R0 …R3 )が収束していない場合を示している。収
束判定回路121′,122′の判定結果で、Q0 が出
力され、(R0 …R2 )がレジスタ71′〜73′に格
納されるようにセレクタ131′が切替えられる。第5
のサイクルの初めに(R0 …R2 )がレジスタ71′〜
73′に格納される。レジスタ74′の内容はR3 と等
しいのでそのままである。
R3 )共に収束している場合を示している。収束判定回
路121′,122′の判定結果で、Q0 ,R0 が出力
され、第5のサイクルでレジスタ141〜143の内容
(P1 ′,P2 ′,P3 ′)がレジスタ72′〜74′
転送されるように、またレジスタ97′の内容
(P0′)がレジスタ71′に転送されるように、セレ
クタ131′が切替えられる。次に、第5のサイクルの
初めに、レジスタ141〜143の内容がレジスタ7
2′〜74′転送される。ここで注意しなければならな
いのは、レジスタ141〜143の内容は、直前にスタ
ックメモリ101′に退避された内容と同一であること
である。また第5のサイクルの初めにレジスタ74′の
内容がセレクタ131′を通じてレジスタ71′に格納
される。次に第5,第6,第7のサイクルでスタックメ
モリ101′からバス111′を通じて、スタックメモ
リの先頭から2組目にある制御点データ(P1 ″,P
2 ″,P3 ″)が順次レジスタ141〜143に復帰さ
れる。また、スタックの先頭を1組前に戻す。この結
果、レジスタ141〜143の内容とスタックメモリ1
01′の先頭の1組の制御点データが、1回の前記2分
割演算の後で常に一致する。このレジスタ141〜14
3の内容を用いると、(Q0 …Q3 )および(R0 …R
3 )共に収束している場合が連続したときでも、制御点
データをレジスタ72′〜74′に復帰するために、バ
スサイクルを待つ必要がない。
41〜143間のバスサイクル 2.レジスタ141〜143とレジスタ72′〜7
4′、レジスタ95′〜97′間のデータ転送サイクル 3.2分割演算動作 の3つに分けて考える。
5,第6,第7サイクル目である。
のサイクルの初めである。
クルの初めに次の動作に必要なデータは、レジスタ7
1′〜74′に確定している。このレジスタ71′〜7
4′の値を用いて、独立に連続して2分割演算動作は可
能である。
スサイクルおよび転送サイクルと2分割演算動作とは、
パイプライン動作が可能である。このため、この様にパ
イプライン動作を行えば、このとき見かけ上、1回の2
分割演算動作が4クロックサイクルで行える。
り、パイプライン動作を行って4クロックサイクルで行
うことにする。
同様の時間に設定することができる。従って図3と同程
度のハードウェア規模でありながら、図2と同程度の速
度で、2分割演算が行える。
が、本発明が係るベジェ曲線は、通常x,y座標を持つ
2次元空間上のものであり、これには上述のパラメータ
曲線発生器を2組備えればよい。この場合上述の収束状
態はx,yの双方とも収束している場合を収束している
として、x,yで同じ動作を行う。
てレジスタ91,97,91′,97′を用いたが、こ
れらは無くてもよい。その場合、レジスタ91,9
1′,97,97′は、それぞれレジスタ71,7
1′,74,74′を用いることになる。
は、メモリに記憶されているアウトラインフォントデー
タをパラメータ曲線発生器に入力することにより、曲線
を展開するための制御点を導出し、導出された制御点に
基づき曲線を展開し、不図示のプリンタや表示器により
曲線を出力できる。
タ曲線発生器は、ベジェ曲線を少ないハードウェア量で
ありながら、高速に展開することができる。またバス幅
を抑えることで特にLSI化に適している。
する図である。
ク図である。
ク図である。
図である。
図である。
図である。
る図である。
る図である。
する図である。
2,93,94,95,96,97,71′,72′,
73′,74′,91′,92′,93′,94′,9
5′,96′,97′,141,142,143 レジ
スタ 11,12,13,14,15,16,81,82,8
3,81′,82′,83′ 加算器 31,32,121,122,121′,122′ 収
束判定回路 41,131,131′ セレクタ 61,101,101′ スタックメモリ 51,111,111′ バス
Claims (11)
- 【請求項1】 任意のパラメータ曲線を発生するパラメ
ータ曲線発生器において、 前記曲線の制御点の各座標値を格納する第1のレジスタ
と、 前記レジスタで保持されている制御点を2分割し、2組
の曲線の各制御点を形成する2分割回路と、 前記2分割回路によって形成された2組の曲線の各制御
点を格納する第2のレジスタと、 複数組の各制御点を順次格納するスタックメモリと、 前記第1,第2のレジスタと前記スタックメモリとの間
に位置し、1組の各制御点を格納する第3のレジスタ
と、 前記第2のレジスタで格納される制御点に基づき、前記
2分割回路で制御点の2分割を行わせるか否かを決定す
る判定回路とを具備し、 予め前記第1のレジスタに与えられる制御点の2分割操
作を繰り返し行うことにより、所望のパラメータ曲線を
発生して出力することを特徴とするパラメータ曲線発生
器。 - 【請求項2】 前記判定回路の判定結果に従い、前記2
分割回路により形成された2組の各制御点のうち1組が
一時退避される場合、一旦前記第3のレジスタに格納さ
れた後、前記スタックメモリに格納されることを特徴と
する請求項1記載のパラメータ曲線発生器。 - 【請求項3】 前記判定回路の判定結果に従い、一時退
避してあった1組の曲線の各制御点が前記第1のレジス
タに転送される場合、前記第3のレジスタの内容が転送
されることを特徴とする請求項1または2記載のパラメ
ータ曲線発生器。 - 【請求項4】 前記2分割回路の2分割操作と、前記第
3のレジスタと前記スタックメモリとの間の転送が、同
時平行して行われることを特徴とする請求項1〜3のい
ずれかに記載のパラメータ曲線発生器。 - 【請求項5】 前記スタックメモリが一度に1個の制御
点を読み書きできるように構成されたことを特徴とする
請求項1〜4のいずれかに記載のパラメータ曲線発生
器。 - 【請求項6】 前記2分割回路が3個の加算器により構
成され、各制御点の2分割操作が3クロックで終了する
ことを特徴とする請求項の1〜5のいずれかに記載のパ
ラメータ曲線発生器。 - 【請求項7】 前記各レジスタおよびスタックメモリ
が、整数部と少数部とで構成されたことを特徴とする請
求項1〜6のいずれかに記載のパラメータ曲線発生器。 - 【請求項8】 発生する曲線がペジェ曲線であることを
特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のパラメータ
曲線発生器。 - 【請求項9】 前記ベジェ曲線がx,y座標を持つ2次
元空間のものであり、x,y座標の個々に前記レジス
タ、スタックメモリを有することを特徴とする請求項8
記載のパラメータ曲線発生器。 - 【請求項10】 前記発生した曲線を出力する出力手段
を有することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記
載のパラメータ曲線発生器。 - 【請求項11】 前記出力手段がプリンタであることを
特徴とする請求項10記載のパラメータ曲線発生器。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7134192A JPH08329261A (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | パラメータ曲線発生器 |
TW085106343A TW311998B (ja) | 1995-05-31 | 1996-05-28 | |
US08/657,033 US5900884A (en) | 1995-05-31 | 1996-05-29 | Parametric curve generating device generating a Bezier curve for font character utilization or an arbitrary parametric curve |
KR1019960018720A KR100202044B1 (ko) | 1995-05-31 | 1996-05-30 | 파라메트릭 곡선 발생 장치 |
EP96303941A EP0745945A3 (en) | 1995-05-31 | 1996-05-31 | Parametric curve generating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP7134192A JPH08329261A (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | パラメータ曲線発生器 |
Publications (1)
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