JPH087565B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、グラフィックス画像を垂直方向に任意の速
度で滑らかに移動することが可能なスムーズ・スクロー
ル表示装置に関する。

［従来技術及び発明が解決しようとする課題］ 移動する画像の表示は、ビデオ用グラフィック情報を
表示するのに用いられるハードウエアの種々の性能によ
り空間的及び時間的に制約を受ける。垂直方向の移動に
対する空間的な解像度は、表示装置の走査線の数に依存
し、時間的な解像度は、走査線のデータが表示装置上で
更新される速度によって制限される。これら２つの制約
を改善する為の努力が数多く成されてきた。即ち、走査
線の数を増加させたり、画像の更新速度を増加させた
り、走査線の配置を変更したりする等の方法がある。

垂直方向に滑らかに画像をスクロールする１つの方法
は、1986年４月７日に出願されたロバート・ジェイ・ダ
ブナーの米国特許出願第848599号（特願昭62−84500号
に対応）の明細書に記載されている。この装置では、ピ
クセル（画素）の輝度の重み付け係数を調整することに
より、カレント・ピクセルの輝度と、隣接し且つ画像の
移動する方向の走査線上のピクセルの輝度とを合成し、
所望の移動速度に基づいてピクセルの移動部分を明瞭に
表示する。このシステムは、ビデオ表示装置の表示に必
要なメモリの２倍の容量の表示メモリと数多くのポイン
タ・レジスタを使用している。この方法は、各表示サイ
クルを更新する数多くのポインタ・レジスタを必要とす
るので、ハードウエアの構成が大規模となる。

従って、本発明の目的は、大規模なハードウエア構成
を必要とせず、ラスタ走査型表示装置上のグラフィック
ス画像を任意の速度で垂直方向に滑らかに移動する所謂
スムーズ・スクロールが可能な画像表示装置を提供する
ことである。

［課題を解決する為の手段及び作用］ 本発明によれば、カラー・ルック・アップ・テーブル
のカラー・パレット操作によりラスタ走査型表示装置に
表示されたグラフィックス画像を垂直方向に滑らかにス
クロールし得る画像表示装置を提供している。移動すべ
きグラフィックス画像のラスタ表示データは、各ピクセ
ルに対応するピクセル・データに変換される。各ピクセ
ルには、カラー・ルック・アップ・テーブルのアドレス
であるパレット位置が割り当てられている。ピクセル・
データを前処理することにより、水平エッジを全て見つ
け、これらのエッジの上方にあるピクセルにカラー・ル
ック・アップ・テーブルの未使用のパレット位置を再割
当する。これら再割り当てしたパレット位置のカラー値
データを表示更新期間当たりの移動走査線数を単位とし
て表される。選択された移動速度に応じて、順次設定す
ることにより、グラフィックス画像の表示が移動する。
即ち、滑らかに画像をスクロールする為に、画像のエッ
ジの上方のピクセルのカラー値の混合割合を表示装置の
表示更新サイクル毎に順次設定し、１つの走査線から次
の走査線へと画像が滑らかに移動したように表示する。
この移動アルゴリズムを所望の数の表示更新サイクル期
間だけ繰り返すことにより、グラフィックス画像を所望
量だけ滑らかに移動表示することが出来る。

［実施例］ 第2A図は、カラーＹを背景として表示されたカラーＸ
の５角形のグラフィックス画像を示している。画像を移
動する必要がなければ、この画像は、第2B図に示すよう
に表示される。画面の最上端の走査線を示すトップ・ポ
インタTPは、Ｎに設定されており、この５角形の上端部
は、第13番目の走査線（Ｎ＋13）に表示されている。図
示するように、この５角形を表示するには、走査線５本
分のデータ及び２つのパレット位置のカラー値データ
（カラー・パレットにおける個々のカラーを示すデー
タ）が必要である。パレット位置は、次のように割り当
てられる。即ち、P0＝color Yと、P1＝color Xである。
この５角形を画面の上方に任意の速度で移動するために
は、第2B図に示した画像のビデオ・データに対して先ず
前処理のアルゴリズムが実行される。この前処理アルゴ
リズムでは、画像の全ての水平エッジを検査し、水平エ
ッジのすぐ上の走査線にある全てのピクセルに割り当て
られるパレット位置を変更する。なお、水平エッジと
は、１つの走査線のピクセルとそのすぐ下の走査線のピ
クセルとのカラーが異なっている場合、下側の走査線の
ピクセルのことをいう。パレット位置の変更によりピク
セルのカラーは、その下の水平エッジのピクセルのカラ
ー及び変更前のピクセルのカラーに対して、新しい別の
カラーになる。したがって、５角形の上側の水平エッジ
（カラーP1）の上に隣接しているピクセル（元のカラー
P0）のカラーは、カラーP2に設定される。更に、背景の
水平エッジ（カラーP0）の上に隣接している５角形の下
側のピクセル（元のカラーP1）のカラーは、カラーP3に
設定される。この様子を第2C図に示している。

画像の垂直移動速度Ｖ（画面の更新周期当たりに移動
する走査線の数を単位とする）が選択される。この移動
速度Ｖは、カラー・ルック・アップ・テーブルによって
制限された小数値でも良い。以下の例では、移動速度Ｖ
の小数部分は、１フィールド当たり0.25ライン（走査
線）の解像度を有している。尚、この場合の画面の更新
周期は、１フィールド期間である。第3A図乃至第3E図
は、５角形のグラフィックス画像の移動がフィールド毎
に進む過程を示している。上述の前処理アルゴリズムで
設定された４つのカラー値P0〜P3、TP（トップ・ポイン
タ）及びTOS（トップ・オブ・スクリーン）のレジスタ
値は、画面の右端に示されている。これらの値の変更
は、垂直帰線期間に実行される。図の右端に示している
P2及びP3のカラー値の式から判るように、５角のエッジ
に隣接する上方の画素のカラー値は、夫々カラーP0及び
P1からTOSの小数値部分に従ってフィールドの更新され
る毎に徐々に混合された値になり、この結果TPの値が１
だけ増加され、第3E図に示すように５角形のグラフィッ
クス画像は、第3A図の場合より１走査線分だけ上に移動
する。この移動アルゴリズムが繰り返し実行されて所望
量だけ画像の垂直方向の移動が行われる。

第１図は、本発明によるグラフィックス画像の滑らか
な垂直移動を実現する為のシステムのブロック図であ
る。これは、コンピュータに基づくシステムで、CPU（3
0）及び作業領域として使用されるRAM（32）を含み、こ
れらは共に共通アドレス・バス（34）及びデータ・バス
（36）に接続されている。表示システムとして、表示ア
ドレス発生器（38）、表示バッフア・メモリ（40）及び
カラー・ルック・アップ・テーブル（42）があり、これ
らも全てアドレス・バス（34）及びデータ・バス（36）
に接続されている。表示アドレス発生器（38）は、トッ
プ・ポインタ（TP）・レジスタ（44）を含んでおり、こ
のトップ・ポインタ・レジスタ（44）には、表示スクリ
ーンの上端にどのピクセル・ラインを表示するかを示す
データがCPU（30）から画面更新の開始毎に供給され
る。表示アドレス発生器（38）は、表示バッフア・メモ
リ（40）のその時点で処理されるピクセルを選択するた
めのアドレスを発生する。選択されたピクセルに対応す
るカラー・ルック・アップ・テーブル（42）のアドレス
値がアクセスされ、その選択されたピクセルに表示すべ
き出力カラー値が選択される。この選択されたカラー値
は、DAC（ビデオ用デジタル・アナログ変換器）（46）
に入力され、このDACの出力信号により、表示モニタ（4
8）が駆動される。

このシステムの動作を説明する。第2A図のグラフィッ
クス画像のビデオ・データは、CPU（30）により、ピク
セル行のデータとして表示バッフア・メモリ（40）に記
憶される。これら各ピクセル行は、第2B図に示したよう
に、表示モニタ（48）の走査線に対応している。このビ
デオ・データが表示バッフア・メモリ（40）に記憶され
ると、CPU（30）は、第４図に示す前処理アルゴリズム
を実行する。この前処理アルゴリズムは、表示バッフア
・メモリ（40）にグラフィックス画像データを記憶する
前に実行される。カレント（現在の）ピクセル（CP）ポ
インタが初期化されて、処理すべき第１行の第１ピクセ
ルがカレント・ピクセルになる。このカレント・ピクセ
ルCP及びこのカレント・ピクセルのすぐ下にあるピクセ
ルBCP（ビロー・カレント・ピクセル）がアクセスさ
れ、夫々のカラー値がカラー・ルック・アップ・テーブ
ル（40）から引き出される。これらCP及びBCPのカラー
値を比較することにより、水平エッジが存在する否かを
判断するテストが実行される。これらのカラー値が等し
ければ、同じビクセル列の次のピクセルがカレント・ピ
クセルになるか、又はカレント・ピクセルがそのピクセ
ル行の最後のピクセルの場合にはその次のピクセル行の
最初のピクセルがカレント・ピクセルとなる。カレント
・ピクセルが最後の行の最後のピクセルの場合には、こ
の前処理アルゴリズムは終了する。

上記CP及びBCPの両ピクセルのカラー値の不一致によ
り水平エッジが検出された場合には、CPU（30）は、作
業領域のRAM（32）の中にフィルタ・アレイを登録し、
フィルタ・インデックスNPPを初期化する。カラー・ル
ック・アップ・テーブル（42）の最大容量は、グラフィ
ックス画像を表示する為に割り当てられたカラー値の数
Ｍと、これらのカラーを組み合わせて得られる可能なエ
ッジの数M!/（Ｍ−２）！との和である。このフィルタ
・アレイを用いて、カラー・ルック・アップ・テーブル
（42）の未使用のパレット位置を水平エッジの上にある
カレント・ピクセルに割り当てる。この最初に登録した
フィルタ・アレイを検査することにより、必要なカラー
値が既にフィルタ・アレイに登録されたカラー値であ
り、カレント・ピクセルCPを再計算する必要が無く、単
に存在するカラー値と置換するだけで良いか否かが判断
される。新しい水平エッジが存在（即ち、新しいカラー
値の変化が存在）した場合、フィルタ・アレイのインデ
ックスNPPをインクリメントすることにより、フィルタ
・アレイの範囲内で同等の変化を見つけようとする。同
等のカラー値の変化がフィルタ・アレイの範囲内に無い
場合には、カラー・ルック・アップ・テーブル（42）に
まだ未使用の（割り当てられていない）パレット位置が
残っていれば、新しいカラー値の変化に対して新しいフ
ィルタ・アレイを登録する。その後、これらの割り当て
られていないパレット位置は、登録されたフィルタ・ア
レイ及び表示バッフア・メモリ内のカレント・ピクセル
CPに割り当てられる。

第2B図及び第2C図において、フィルタ・アレイは、初
期状態において登録されておらず、割り当てられていな
いパレット位置が２つ（Ｍ＝２）存在する。NPP＝０に
対して登録される第１フィルタ・アレイは、SC（０）＝
P0、EC（０）＝P1及びパレット位置PP（０）＝P2となる
ように設定される。ここで、SCは、開始カラーを表し、
ECは、終了カラーであり、P2は、カラー・ルック・アッ
プ・テーブル（42）内の次に読み出し可能な未使用のカ
ラー・パレット位置のカラー値を表す。カラーＹからカ
ラーＸへ変化する各部分（５角形の上側水平エッジ）で
は、カレント・ピクセルCPのカラー値は、P0に等しくな
り、ビロー・カレント・ピクセルBCPのカラー値は、P1
に等しくなる。この結果、カラーＹからカラーＸへ変化
する水平エッジの上のラインに存在するカレント・ピク
セルCPにはP2が割り当てられる。５角形の下側のカレン
ト・ピクセルでは、カラー値はＸからＹへ変化するが、
これに対してフィルタ・アレイは登録されておらず、こ
れらの比較により、新たなカラー値の変化が存在するこ
とが指示される。まだ割り当てられていないカラー・パ
レット位置が存在するので、第２に登録されるフィルタ
・アレイがSC（１）＝P1、EC（１）＝P0及びPP（１）＝
P3のように設定される。従って、上述の５角形のグラフ
ィックス画像には、図示したようにカラー・パレット位
置が割り当てられる。

テレビジョン表示装置の垂直帰線期間中の如き表示サ
イクルの間の各期間中、カラー・ルック・アップ・テー
ブル（42）の未割り当てのカラー・パレット位置PPに対
して新しいカラー値が計算される。グラフィックス画像
の移動が開始されたり、画像が変更されたりした場合、
第５図に示す移動処理アルゴリズムの実行を開始し、表
示更新周期当たりの走査線の移動数（移動速度）Ｖを、
１フレーム当たりの走査線の数、表示更新周期及びその
フレームをラスタ表示スクリーン分完全に移動させるの
に必要な「フレーム・ロール時間」の関数として求め
る。走査線の数は、ビデオ装置の形式で決まり、例えば
NTSCではフレーム当たり525本、PALではフレーム当たり
625本、種々の高品位テレビジョンHDTVではフレーム当
たり1050、1125又は1250本であり、更にテレビジョン以
外の他のシステムではフレーム当たり特定の走査線の数
に夫々設定されている。表示更新周期は、スクリーン表
示をどの程度の頻度で更新するかを示す値であり、テレ
ビジョンではフィールド周波数又はフレーム周波数で決
まり、他のグラフィックス・システムでは他の任意の周
波数で決まる。フレーム当たりの走査線数及び表示更新
周期という２つのパラメータは、表示装置のハードウエ
アで決まってしまう。フレーム・ロール時間（又はロー
ル周波数）は、表示更新周期期間当たりの走査線の移動
数を決める変数である。更に、移動処理アルゴリズムの
初期化処理の一部として、TOS（トップ・オブ・スクリ
ーン）及びTPトップ・ポインタ）の値をスクリーンの上
端位置の値に設定して表示バッフア・メモリ（40）に記
憶し、表示更新周期タイマーをリセットする。

TOSの値は、整数部分WPと小数部分FPとに分割され、
第１フィルタ・アレイの登録値がアクセスされる。登録
されたフィルタ・アレイの各々に対応したパレット位置
のカラー値が計算され、これらのカラー値がカラー・ル
ック・アップ・テーブル（42）の当該パレット位置に記
憶される。例えば、第3B図において、FP＝0.25の時のPP
（０）のカラー値P2は、＊PP（０）＝FP×EC（０）＋
（１−FP）×SC（０）なので、次のようになる。

P2＝0.25×（color X）＋0.75×（color Y） 結局、フィルタ・アレイのカラー値が計算され、カラ
ー・ルック・アップ・テーブル（42）に記憶されると、
トップ・ポインタTPはWPによって更新され、移動処理ア
ルゴリズムが終了していない場合には、表示更新タイマ
ーをチェックして表示更新周期が完了したか否かを判断
する。表示周期の更新が完了すると、タイマーがリセッ
トされ、TOSはＶだけインクリメントされ、そのフィル
タ・アレイに基づいて新しい変数値が計算される。その
フィルタ・アレイに基づく変数値は、前処理期間中に予
め計算しておき表にしておいても良いし、或いは、次の
表示サイクルに先立ってカラー・ルック・アップ・テー
ブル（42）にフィルタ・アレイの変数値を転送してお
き、その表示サイクルの前の現在の表示更新期間中か又
は次の表示更新期間中の何れかの期間中に計算しても良
い。

上述のように、本発明はカラー・パレットを操作する
ことにより、グラフィックス画像の水平エッジの上側の
走査線のピクセルにカラー・パレットの未使用のパレッ
ト位置を割り当てる前処理を実行し、その後、各表示サ
イクル毎にこれらのパレット位置に対する新しいカラー
値を画像の移動速度の関数として計算する。これによ
り、グラフィックス画像を滑らかにスクロールさせるこ
とが可能になる。

以上本発明の好適実施例について説明したが、本発明
はここに説明した実施例のみに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応じて種々
の変形及び変更を実施し得ることは当業者には明らかで
ある。例えば、実施例ではカレント・ピクセルは水平エ
ッジの上に隣接する１本の走査線のピクセルであった
が、移動速度によっては、水平エッジの上側の複数の走
査線のピクセルのカラーを変更するように構成しても良
い。

［発明の効果］ 本発明の画像表示装置によれば、グラフィックス画像
のエッジの上側のピクセルにカラー・ルック・アップ・
テーブルの未使用のパレット位置を割り当て、これらパ
レット位置のカラー値データを制御することにより、画
像の滑らかな移動（スムーズ・スクロール）をすること
が出来る。カラー・ルック・アップ・テーブルの内容を
書き換えるだけで実現出来るので従来よりも大幅にハー
ドウエア構成を簡単化することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の画像表示装置の好適実施例のブロッ
ク図、第2A図及び第2C図は、スムーズ・スクロールの為
のグラフィックス画像の一例を示す図、第3A図〜第3E図
は、本発明の画像表示装置によりスムーズ・スクロール
される際の過程を示す表示例、第４図は本発明の装置に
好適な前処理のアルゴリズムの一例を示す流れ図、第５
図は、本発明の装置に好適な移動処理のアルゴリズムの
一例を示す流れ図である。 （30）:CPU（制御装置） （40）：表示バッフア・メモリ（蓄積手段） （42）：カラー・ルック・アップ・テーブル （48）：表示モニタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ラスタ表示型モニタ上のグラフィック画像
   を垂直方向にスムーズ・スクロールさせる装置であつ
   て、 上記グラフィック画像をピクセルの形式で蓄積する蓄積
   手段と、 該蓄積手段をアクセスして、現在のピクセル及び該現在
   のピクセルの下のピクセルを選択する手段と、 Ｍ個（Ｍはグラフィック画像内の色の所定数）の割り当
   てられたパレット位置を有し、各割り当てたられたパレ
   ット位置がＭ個のカラーからの特定のカラー値を有し、
   初期状態にてM!/（Ｍ−２）！個の割り当てられていな
   いパレット位置を有するカラー・ルック・アップ・テー
   ブルと、 上記現在のピクセル及び該現在のピクセルの下のピクセ
   ルに応じてグラフィック画像を再処理して、上記グラフ
   ィック画像の水平カラー・エッジの上に存在する上記グ
   ラフィック画像のピクセルに、上記割り当てられていな
   いパレット位置を割り当てる手段と、 垂直スクロールの特定速度に応じて上記ラスタ表示型モ
   ニタの各表示サイクルの前に、上記割り当てられたパレ
   ット位置用に新たなカラー値を決定する手段と、 表示サイクル毎に上記蓄積手段からの上記グラフィック
   画像を表示する手段とを具えた画像表示装置。