JPH09297567A - 文字表示方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データ端末の表示装置に表示する文字を見や
すくする技術を開発する。 【解決手段】 文字の輪郭を構成する画素に近接する画
素の色を文字色と背景色より求められる補間色とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ用表
示装置すなわちディスプレイやテレビ画面に文字表示を
行う方法および装置に関する。詳しくは、ホストコンピ
ュータと接続されたインテリジェントなデータ端末機に
おける当該表示装置に見やすい文字表示を行う方法およ
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビやコンピュータの画面はドットと
よばれる最小単位の点（画素）で構成されている。走査
線はこのドットを光らせることによって画像を表示する
わけであるが、人間の視覚能力として、高速で順次光る
点の集まりは一つ一つの点として認識することができ
ず、線あるいは面として認識されるために、画面全体が
１枚の絵すなわち画像として認識される。

【０００３】通常のテレビ受像機では、画面全体の書き
換え（リフレッシュ）は３０Ｈｚの周期で行われる。ま
たパソコンなので使用されているビデオコントローラで
は、６０Ｈｚ以上の周期で書き換えが行われる。走査線
は左から右、上から下に連続して移動しながら画像を表
示していく（図１）。

【０００４】テレビやコンピュータのディスプレイに静
止画像（変化しない同じ文字や絵）が表示されている場
合も、常に３０Ｈｚあるいは６０Ｈｚのサイクルで画像
が書き換えられている。

【０００５】しかし、３０Ｈｚ周期での書き換えでは人
間の視覚能力に対して遅く、全体として画面がちらつい
て見える。この“ちらつき”をフリッカ（flicker）と
呼んでいる。フリッカが起きると目が疲れるために、画
像表示としては好ましくない。

【０００６】そこでこのフリッカを軽減する対策とし
て、現行のテレビ放送では周期の前半の６０Ｈｚで奇数
行を書き換え、後半の６０Ｈｚで偶数行を書き換えるこ
とによって、見かけ上６０Ｈｚにしている（図２）。こ
の方法をインタレース方式（interlaced scan displa
y）という。

【０００７】これに対して６０Ｈｚ以上の周期の場合に
は図１のように左から右、上から下へ連続して走査して
もフリッカが起きない。この連続した走査の仕方をノン
インタレース方式（non-interlaced scan display）と
いう。

【０００８】コンピュータの表示は以前は文字しか扱え
なかったキャラクタディスプレイが主流であったが、現
在ではほとんどのコンピュータの表示系が任意の図形を
表示できるビットマップディスプレイになっている。ビ
ットマップディスプレイに表示する最小の単位をピクセ
ル（画素）といい、ディスプレイ画面は格子状に並べら
れたピクセルによって構成される。このピクセルを格子
状に並べて画面構成にしたものをビットプレーンとい
い、ビットプレーンを複数枚重ねて表示する点（ドッ
ト）の色や輝度情報を表す。ビットプレーンはその名の
示すように、ビットの２次元配列のプレーン（面）であ
る。

【０００９】図３はビットプレーン３枚構成の例であ
る。ビットプレーンが３枚で表せる情報は８（＝２³）
通りであるから、ＲＧＢのカラー表示の場合には８色が
表現できることになる。さらに多くの色表示や奥行きな
どの情報が必要な場合には、もっと多くのビットプレー
ンが必要となる。このビットプレーンによって表現され
る文字や図形がビットマップである。

【００１０】格子状に並んだドットを走査線が左から
右、上から下に順次走査しながら発光させて画像表示を
行う方式を、ラスタスキャン（raster scan）方式とい
う。多くの色が表示できることと輝度が高いために、家
庭用のテレビはもちろんのこと、コンピュータ用表示装
置ではほとんどこの方式が採用されている。

【００１１】ビットプレーンはフレームバッファメモリ
に蓄えられている。パソコンやゲーム機などではフレー
ムバッファメモリはＶＲＡＭ（Video RAM）がこの役割
を果たしている。ビットプレーンはデジタルデータであ
るから、これをディスプレイに表示するときは、３０Ｈ
ｚとか６０Ｈｚごとの一定サイクルで常時、ビデオコン
トローラ（ＶＤＣ）がフレームバッファメモリからビッ
トプレーンを読み出し、ＤＡコンバータがアナログ信号
に変換して表示装置に送り出している。

【００１２】ビットプレーンに描かれた文字や絵がディ
スプレイ上に表示されるときは、画素の集まりとして表
現される。このような表示装置をラスタ型といい、さき
に述べたように一般に使用されている表示装置はほとん
どこの型式である。鉛筆や筆で紙に文字や絵を描くのと
違って、画素という不連続な点を光らせることによって
直線や曲線を表現するために、文字や絵の部分によって
はぎざぎざな輪郭になる。

【００１３】たとえば図４はラスタ型ディスプレイに直
線を引いたものであるが、直線が傾きをもった部分はぎ
ざぎざが目立つ。このぎざぎざの部分（階段状の輪郭）
をジャギー（jaggy）という。

【００１４】コンピュータグラフィック（ＣＧ）では、
モデリングされた画像をよりリアルな映像にするために
シェーディング（shading、影付け）、アンチエリアシ
ング（anti-aliasing）、誤差拡散処理などの表示技術
が開発されている。たとえば、ピクセルによるサンプリ
ングが理想の図形の大きさに対して粗すぎる場合には、
理想の図形との差すなわちジャギーができる。この差異
をエリアス効果またはエリアシング（aliasing）とい
う。

【００１５】エリアシングを減らすための手法の総称が
アンチエリアシングである。解像度の高いディスプレイ
を使用すればこのようなジャギーは解消できるが、その
ような表示装置を使用することは金額がかさむために、
特殊なＣＧや映像を扱うところ以外では一般に使用され
ない。そこで通常採られている方法が、オーバーサンプ
リングや平滑化などのアンチエリアシング手法である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】グラフィックディスプ
レイの図形表示方式に、ストレージ方式、ランダムスキ
ャン方式、ラスタスキャン方式がある。ストレージ方式
は高線質の図形が得られるが、動画表示が不可能であ
り、輝度が低く、またフリッカなしで表示可能な色数が
少ないという欠点がある。ランダムスキャン方式は高線
質の表示が可能であり、かつダイナミックな図形表示可
能である。

【００１７】しかし、ストレージ方式と同様に表示可能
な色数が少なく、またフリッカなしで表示可能な情報量
が他の方式に比べて少ないという欠点がある。その点、
ラスタスキャン方式は高い輝度の表示ができ、表示可能
色も多いことから、家庭用のテレビをはじめ、パソコン
用ディスプレイから高級ＣＡＤ／ＣＡＥワークステーシ
ョンまで、この方式が広く使用されている。しかし、輪
郭が階段状になるジャギーが生じ、線質が前２者の方式
（いわゆるベクトル方式）に比べて劣る。このため、ラ
スタスキャン方式のグラフィックスでは、このジャギー
を解決するためにさまざまな方法が採られてきた（図
４）。

【００１８】ラスタ方式では水平、垂直方向に格子状に
並んだサンプル点（ピクセル）で画像を表示する。この
ピクセル数が少ないためにジャギーが生じる。したがっ
て、表示画面のメッシュ分割を細かくすればジャギーは
解消できる。メッシュ分割を細かくすということは、ピ
クセル数（画素数）を増やすこと、すなわち解像度を上
げることである。しかし解像度の高い表示装置は高価な
ために、現時点ではデータ端末として利用するには現実
的でない。

【００１９】一般にパソコン用のＣＲＴディスプレイの
ピクセル数は２６万（512×512）程度であり、ジャギー
の解消にはほど遠い解像度である。このため、アンチエ
リアシングなどによってソフトウェア的にジャギーの解
消が図られてきた。しかしながら従来のアンチエリアシ
ングは処理時間の掛かるものであり、文字情報をデータ
端末で表示するには向いていない。

【００２０】端末機ではホストコンピュータのハードウ
ェア資源やソフトウェア資源を利用できるため、ホスト
の資源を利用して高速処理でアンチエリアシングを行う
こともできるが、ネットワーク下で複数のデータ端末か
ら同じような処理を要求された場合にはホストの負荷が
大きくなり、文字情報の表示処理に対しては現実的でな
く、また好ましいものではない。

【００２１】従来技術で見てきたように、インタレース
方式の表示装置において文字を表示すると、フリッカに
よる“ちらつき”が生じること、またインタレース方式
の表示装置の解像度はノンインタレース表示装置に比べ
て解像度が低く、画素の連続に視覚的連続性が乏しいこ
とから、きわめて見づらい。

【００２２】インタレース方式の表示装置では、走査線
は前半と後半に分けて書き換えが行われる。従来技術で
も見てきたように、３０Ｈｚの表示装置では、前半の６
０Ｈｚで奇数行を書き換え、後半の６０Ｈｚで偶数行を
書き換えている。したがって、図７に示すように見かけ
上は６０Ｈｚで書き換えられているように見える。しか
しどんなに見かけ上が６０Ｈｚにしたとしても、やはり
ラインが交互に表示されているために、６０Ｈｚノンイ
ンタレース方式の表示装置に比べると文字を形成するド
ットの連続性と不連続性がより強調されて見える。

【００２３】原因のうち、画素の不連続性については、
アンチエリアシング、シェーディング、誤差拡散処理な
どの表示技術を応用することで改善が望める。しかし、
インタレース方式の表示装置を使用するデータ端末機の
多くは、それらの技術に基づくプログラムを実行する資
源に乏しく、また複雑な処理を行うために処理時間がか
かり、文字表示のような高速性を要する処理には向かな
い。

【００２４】ホストコンピュータと接続されたデータ端
末の処理では、ホストコンピュータの資源を使ってアン
チエリアシングなどの表示技術を高速処理で利用するこ
ともできるが、ホストコンピュータに負荷が多くなり、
迅速な処理を要求される現在のネットワーク処理では好
ましくない。本発明の課題は、データ端末の表示装置に
表示する文字を見やすくする技術を開発することであ
る。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では背景画面上に文字画像をビットマップデ
ィスプレイ上に表示する際に、文字の輪郭を構成する画
素に近接する画素の色を文字色と背景色より求められる
補間色とする。これによって、背景色の輝度と、文字を
構成する輪郭の部分の輝度が段階的に変化することにな
り、ジャギー部分の強調が緩和される。すなわちこの結
果、視覚的な補間が行われ、全体的に滑らかな印象を与
えることができる。

【００２６】インタレース方式の表示装置では、走査線
が１本おきに２回の走査によって１フレームの画面が形
成されるために、ドットの連続性と不連続性がことさら
に強調される。このため、走査線が切り換わる際に、水
平方向の走査線上にある文字の輪郭部分を形成するドッ
トの輝度差がフリッカの原因となっている。そこで本発
明では、図８に示すように交互に走査する水平方向の走
査線上にある文字の輪郭を形成するドットと隣接、もし
くは近接するドットに上記のにじみと同じ輝度の色を加
えることで、輝度差を減じて連続性を補間する。これに
よって、ドットの点滅によるちらつきを目立たなくする
ことができる。

【００２７】なお本発明ではデータ端末内で補間処理で
きるように、補間用のカラーをカラーパレットを利用し
て補間色を取り出すようにする。すなわち複雑なアンチ
エリアシング処理をしなくてもよく、インテリジェント
なデータ端末内で迅速に処理ができ、ホストコンピュー
タへ負荷を掛けず補間処理が行える。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。ラスタグラフィックス（raster graphics）で
は、画像は小さな方形のます目（メッシュ）でつくられ
ている。縦一直線、横一直線の場合には、格子状に並ん
だメッシュが連続してつながるから、ジャギーな印象は
あらわれない。

【００２９】しかし、傾きをもつ直線や曲線では、図５
のように境界線上の部分すなわち輪郭が階段状になる。
とくに境界の両側で明るさが階段状に変わるときは、人
間の視覚は、実際の明るさの差以上に大きな差として強
調して見る傾向にある。本発明は、文字を構成する輪郭
部分のドットのにじみに着目して、文字の輪郭を構成す
るドットに隣接もしくは近接するドットに、図６のよう
ににじみと同じ色を補間するものである。

【００３０】隣接もしくは近接するドットに補間色を与
えるために、表示するビットマップに対して補間するド
ットを求める。これは論理演算子ＸＯＲ（排他的論理
和）を用いて行う。ＸＯＲ演算を行うと、図９に示すよ
うに同じ値をもつビットは０となり、異なる値のビット
は１となる。

【００３１】したがって、文字のビットマップの隣接す
る２ドットのカラーコードに対してＸＯＲを施すと、文
字を構成するドット同士では演算結果は必ず０となる
が、境界上のドット（背景のドットと文字構成のドッ
ト）間では０以外の値になるので、文字を構成するドッ
ト位置がわかる。

【００３２】文字を構成するドット位置がわかれば、同
様に表示装置の特性などに応じて補間色を配置するドッ
トが求まる。この場合、図１０に示すようにインタレー
ス方式の表示装置であれば、補間色を配置するドットは
文字の輪郭の上部あるいは近接するドットが好ましい。
これはインタレース方式では走査線が１行おきに走査す
るために、それによって生じる輝度差の強調を和らげる
ことになるからである。

【００３３】本発明では、補間色は“にじみ”の色を使
用する。このにじみ色は文字色と背景色のカラーコード
のカラーコードから求めることができるが、ホストコン
ピュータに余裕のない端末機では、そのつど計算するこ
とはパフォーマンス上好ましくない。そこで、端末機や
ホストコンピュータシステムのカラーパレットを使用
し、カラーパレットから文字色のトランスペアレントカ
ラー（半透明色）を選択してにじみ部分のドットに配置
する。カラーパレットはカラーコードと表示装置に表示
する色の対応テーブルで、インテリジェント端末の場合
には通常、端末機自体が保持しているから、ホストコン
ピュータに負荷を掛けない。またテーブル参照の形で配
置色が決定できるので、迅速な処理が可能である。

【００３４】

【発明の効果】本発明では、文字と背景との境界部分の
にじみの色を、にじみが生じている部分（ドット）に与
えることによって、文字の輪郭部分と背景色の輝度差を
緩和し、ジャギーを解消している。この方法は従来の技
術に比べて簡単であり、かつ高速で処理できる。

【００３５】また、それほど複雑なロジックを必要とし
ないので、プログラム化がしやすいなどの利点をもって
いる。このことはすなわち、ホストコンピュータのソフ
トウェア資源やハードウェア資源を使用しなくても、イ
ンテリジェント端末の資源内で処理ができ、ホストコン
ピュータの負荷が軽減できるというメリットをもってい
る。

【００３６】さらに、にじみの生じている部分に配置す
る色を、文字のトランスペアレントカラーとしてカラー
パレットから選択する方法が採れるために、計算負荷が
大幅に低減できるというメリットもある。本発明の技法
はインタレース方式、ノンインタレース方式に関わらず
応用できる。とくにインタレース方式の表示装置に対し
ては、フリッカの解消にも役立っている。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術における走査線の走査方法を示す図で
ある。

【図２】従来技術におけるインタレース方式の表示装置
での、走査線の走査方法を説明するための図である。

【図３】従来技術におけるビットプレーン（ビットマッ
プ）とスクリーンの関係を示した図である。

【図４】従来技術において、線をベクトル方式で表示し
た場合とラスタ方式で表示した場合の違いを説明する図
である。

【図５】本発明における画素と画素のにじみを説明する
図である。

【図６】本発明における、にじみの生じている画素に対
してにじみ色を配置した場合の図である。

【図７】本発明において、インタレース方式による文字
表示を説明するための図である。

【図８】本発明において、インタレース方式で表示する
文字に対して本発明のにじみ色の配置を説明するための
図である。

【図９】本発明で用いる排他的論理和（ＸＯＲ）を説明
するための図である。

【図１０】本発明において、インタレース方式で文字表
示を行う場合の、にじみ色の配置を説明するための図で
ある。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビットマップディスプレイ上で背景画面
   上に文字画像を表示する文字表示方法において、文字の
   輪郭を構成する画素に近接する画素の色を文字色と背景
   色より求められる補間色とすることを特徴とする文字表
   示方法。
2. 【請求項２】 ビットマップディスプレイ上で背景画面
   上に文字画像をインタレース方式で表示する文字表示方
   法において、交互に走査する水平方向の走査線上にある
   文字の輪郭を形成する画素と近接する画素の色を文字色
   と背景色より求められる補間色とすることを特徴とする
   文字表示方法。
3. 【請求項３】 ビットマップディスプレイ上で背景画面
   上に文字画像を表示する文字表示装置において、文字の
   輪郭を構成する画素に近接する画素の色を文字色と背景
   色より求められる補間色とする手段を備えたことを特徴
   とする文字表示装置。
4. 【請求項４】 ビットマップディスプレイ上で背景画面
   上に文字画像をインタレース方式で表示する文字表示装
   置において、交互に走査する水平方向の走査線上にある
   文字の輪郭を形成する画素と近接する画素の色を文字色
   と背景色より求められる補間色とする手段を備えたこと
   を特徴とする文字表示装置。