JPH1091811A - グラフィカル画像再スケジューリング・メカニズム - Google Patents

グラフィカル画像再スケジューリング・メカニズム

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JPH1091811A
JPH1091811A JP9211420A JP21142097A JPH1091811A JP H1091811 A JPH1091811 A JP H1091811A JP 9211420 A JP9211420 A JP 9211420A JP 21142097 A JP21142097 A JP 21142097A JP H1091811 A JPH1091811 A JP H1091811A
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JP
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pixel
display
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coordinate
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JP9211420A
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English (en)
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Michael G Lavelle
マイケル・ジイ・ラヴェル
Carlan Joseph Beheler
カーラン・ジョセフ・ビヘラー
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Sun Microsystems Inc
Original Assignee
Sun Microsystems Inc
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Publication date
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    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
    • G09G5/10Intensity circuits
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G5/00Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators
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    • G09G5/393Arrangements for updating the contents of the bit-mapped memory
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    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 図形画像を迅速にリスケーリングすることが
できると同時に、コンピュータシステムのプロセッサの
処理負荷を小さくすることができる非常に効率的なリス
ケーリングシステムを提供する。 【解決手段】 図形画像が、(i)その図形画像を各ピ
クセルの数値に対応する表示輝度がそのピクセルのZ座
標として表されるようにフレームバッファのZバッファ
中で表し;(ii)深さキュー表示を呼び出す;ことによ
って表示される。このようにして、深さキュー機構の操
作によって、著しく高い数値に対応するピクセルは著し
く高いZ座標を有し、従って著しく高い輝度で表され
る。同様に、著しく低い数値に対応付けられたピクセル
は著しく低いZ座標を有し、従って著しく低い輝度で表
される。その結果、図形画像がグレースケール図形画像
として表される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータシス
テムにおける図形画像処理に関し、特に図形画像をリス
ケーリングするための非常に効率的なシステムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】図形画像をリスケーリングするとは、一
般に、図形画像の各ピクセルに関連した数値にスカラー
の係数を掛けることを意味し、各ピクセルに関連したそ
の数値に対する定数の加算または減算を伴う場合もあ
る。一部の図形画像においては、各ピクセルはデータと
関連した数値を表す。たとえば、図形画像は、しばし
ば、コンピュータの表示装置を用いたX線断層撮影法ま
たはコンピュータ連続断層撮影法(CAT)の走査画像
を表示するために使用される。さらに、図形画像は、地
震信号、たとえば、各々一列のピクセルによって表され
る複数の地震トレースを含む地震線を表すためにしばし
ば用いられる。このような図形画像においては、各ピク
セルはトレースの地震信号のディジタルサンプルを表
す。これらの図形画像では、各ピクセルに信号の離散サ
ンプルに対応する数値が対応付けられる。X線の図形画
像の場合は、各ピクセルにX線器械によって測定された
特定の点における生物組織の密度を表す数値が対応付け
られる。地震信号を表す図形画像の場合は、各ピクセル
と、地中聴音器を用いて記録された振動の特定時刻にお
ける振幅を表す数値が対応付けられる。
【0003】上記のような図形画像においては、ピクセ
ルに対応付けられ得る各数値に色が対応付けられる。こ
のような図形画像は、全てのピクセルが概して同じ色相
を持つが、それらの輝度はピクセルの値に応じて異なる
グレースケール画像として表されることがしばしばあ
る。しかしながら、そのようなグレースケール画像によ
って表されるデータは、色相が一定に保たれていると
き、人間の目は限られた回数の色輝度変動しか知覚でき
ないので、微妙さが大部分失われてしまう。たとえば、
平均的な人間の目は、黒と白の間で明瞭に識別できるグ
レーの階調としてはほんの僅かな数の階調しか知覚する
ことができない。すなわち、通常は明瞭に識別できるグ
レーの階調は16階調以下である。他方、X線像や地震
信号のような数値の格子を表すグレースケール図形画像
においては、256以上の明瞭なグレーの階調を持つこ
とが普通である。
【0004】ユーザにより、たとえばポインティング装
置の物理的操作によって発生する制御信号に従って上記
のような図形画像をリスケーリングすると、任意の関心
エリアでピクセルの色または輝度に最大のコントラスト
が付与される。たとえば、0乃至255のピクセルを有
するX線像の各ピクセルに関連する数値を4倍すること
によって、64乃至255の範囲の数値に対応する全て
のピクセルは値255に対応する色で表示され、0乃至
63の範囲の数値に対応するピクセルは、グレー輝度の
全スペクトルを用いて表示される。その結果、0乃至6
3の範囲の数値に対応するピクセルはより高い鮮明度と
ディテールで表示され、64乃至255の範囲の数値に
対応するピクセルは、1色で表示され、そのために互い
に識別不可能になる。従って、ユーザは、図形画像で利
用可能なコントラストを関心のある特定範囲に「集中」
させることができる。さらに、その「集中」した数値範
囲をたとえばポインティング装置の物理的操作によって
発生する制御信号に従って移動させることができるなら
ば、ユーザは、関心のある範囲にわたってハイコントラ
スト範囲を前後に動かすことにより、その図形画像の著
しく微妙な特徴を観察し、知覚することができる。図形
画像のピクセルに対応付けられた数値のスケーリングを
増分変化させて図形画像を迅速にリスケーリングし、再
表示することによって、図形画像は、その図形画像にお
けるさらに微妙な特徴を強調した動きを連想させる特性
を与えられる。
【0005】図形画像をリスケーリングするには相当大
きなコンピュータ資源が必要である。たとえば、1,0
00列と1,000行のピクセルを有する図形画像は、
たとえば各ピクセルが必ず有効な値の範囲内の値を持つ
ようするするために、少なくとも100万回の乗算と、
100万回の加算または減算と、200万回のしきい値
演算を必要とする。それらの400万回の演算の結果
は、一般に、コンピュータの表示装置上に表示するため
にフレームバッファに書き込まなければならない。さら
に、上に述べたような動きを連想させる特性を与えるた
めには、この種のリスケーリングは一般に1秒間に20
回、好ましくは1秒間に30回行わなければならない。
プロセッサは図形画像のリスケーリング及びおそらくは
グラフィカルユーザインタフェース(GUI)の他のコ
ンポーネントをも制御するための制御信号を発生するユ
ーザ入力装置を管理するというような他の動作を行う役
割も受け持つので、上記のようにして図形画像をリスケ
ーリングするコンピュータシステムの処理要求は、図形
画像のリスケーリングにとどまるものではない。言い換
えれると、上記のリスケーリングを行うための専用のコ
ンピュータプロセッサは通常設けられない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、当業界におい
ては、図形画像を迅速にリスケーリングすることができ
ると同時に、コンピュータシステムのプロセッサの処理
負荷を小さくすることができる非常に効率的なリスケー
リングシステムに対する根強い要求がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】一部のコンピュータグラ
フィックスシステムは、深さキュー機構を含むいくつか
の画像処理機能を果たすフレームバッファを具備してい
る。深さキューでは、Z軸が観察面に対して垂直な3次
元観察空間内でピクセルが定義され、ピクセルのZ座標
で見て観察者に近いピクセルほどより大きい輝度で表示
される。本発明によれば、図形画像は、各ピクセルのZ
座標が各ピクセルに対応付けられた数値を表すようにし
て、上記のようなフレームバッファのZバッファ中で表
現される。このように、深さキュー機構の動作によっ
て、著しく高い数値に対応するピクセルは著しく高いZ
座標を有し、従って、著しく低い輝度で表される。同様
に、著しく低い数値に対応するピクセルは、著しく低い
Z座標を有し、従って著しく高い輝度で表される。その
結果、図形画像は、グレースケール図形画像として表現
される。
【0008】その上、特定Z座標値と各表示輝度との間
の関係は、フレームバッファ、たとえばフレームバッフ
ァの多数のレジスタに記憶されたデータに従ってフレー
ムバッファにより制御される。グレースケール図形画像
のスケーリングを図形画像が表示されるときに変えるに
は、フレームバッファに新しいデータを書き込み、フレ
ームバッファに記憶された新しいデータにより表される
新しい関係に従ってZバッファから図形画像を再表示す
るようフレームバッファに指示する。従って、上記のよ
うなコンピュータシステムの汎用プロセッサは、図形画
像のリスケーリングにはほんの僅かしか関与しない。代
わりに、フレームバッファがZバッファからピクセルレ
コードを検索して取り出し、それらのピクセルレコード
を新しいデータに従って処理し、それらのピクセルレコ
ードを処理することによって求まる色をコンピュータ表
示装置で表示するためにリフレッシュバッファに書き込
む。その結果、汎用プロセッサは、最小の割込みで他の
タスクを自由に処理することができる。さらに、通常、
フレームバッファには、Zバッファのピクセルレコード
を著しく効率的な仕方で処理するよう特別に設計され、
従って図形画像を非常に効率的かつ迅速にリスケーリン
グするビデオプロセッサが具備される。
【0009】
【発明の実施の形態】一部のコンピュータグラフィック
スシステムは、フレームバッファ、たとえば深さキュー
機構を含むいくつかの画像処理機能を果たすフレームバ
ッファ120(図4)を具備している。深さキューで
は、ピクセルは、Z軸が観察面に垂直な3次元観察空間
で定義され、ピクセルのZ座標で見て観察者に近いピク
セルほどより大きい輝度で表示される。本発明によれ
ば、図形画像は、各ピクセルのZ座標が各ピクセルに対
応付けられた数値を表すようにして、上記のようなフレ
ームバッファ120のZバッファ404中で表現され
る。このように、深さキュー機構の動作によって、著し
く高い数値に対応するピクセルは著しく高いZ座標を有
し、従って、著しく低い輝度で表される。同様に、著し
く低い数値に対応するピクセルは、著しく低いZ座標を
有し、従って著しく高い輝度で表される。その結果、図
形画像は、グレースケール図形画像として表現される。
【0010】その上、特定Z座標値と各表示輝度との間
の関係は、多数のレジスタ408中に記憶されたデータ
に従ってフレームバッファ120により制御される。グ
レースケール図形画像のスケーリングを図形画像が表示
されるとき変えるには、レジスタ408に新しいデータ
を書き込み、レジスタ408に記憶された新しいデータ
に従ってZバッファ404から図形画像を再表示するよ
うフレームバッファ120に指示する。従って、コンピ
ュータシステムの汎用プロセッサ、たとえばプロセッサ
102(図1)は、図形画像のリスケーリングにはほん
の僅かしか関与しない。代わりに、フレームバッファ1
20(図4)がZバッファ404からピクセルレコード
を検索して取り出し、それらのピクセルレコードをレジ
スタ408に記憶された新しいデータに従って処理し、
それらのピクセルレコードを処理することによって求ま
った色をコンピュータ表示装置、たとえばコンピュータ
表示装置122(図1)で表示するためにリフレッシュ
バッファ406に書き込む。その結果、プロセッサ10
2は、最小の割込みで他のタスクを自由に処理すること
ができる。さらに、フレームバッファ120のビデオプ
ロセッサ402(図4)は、通常、Zバッファのピクセ
ルレコードを著しく効率的な仕方で処理するよう特別に
設計され、従って図形画像を非常に効率的かつ迅速にリ
スケーリングする。
【0011】画像処理システムのハードウェアコンポー
ネント 本発明の理解を容易にするために、ここでリスケーリン
グシステムのハードウェアコンポーネントについて説明
する。コンピュータシステム100(図1)は、プロセ
ッサ102及びこのプロセッサ102にバス106を介
して接続されたメモリ104を具備している。プロセッ
サ102は、メモリ104からコンピュータ命令をフェ
ッチし、フェッチしたそれらのコンピュータ命令を実行
する。また、プロセッサ102は、メモリ104からデ
ータを読み出し、メモリ104にデータを書き込むと共
に、それらのフェッチされ実行されるコンピュータ命令
に従って1つ以上のコンピュータ表示装置120へバス
106を介して制御信号を送る。
【0012】メモリ104には任意の種類のコンピュー
タメモリを設けることができ、また何らの制限もなく、
ランダムアクセスメモリ(RAM)、リードオンリーメ
モリ(ROM)、及び磁気ディスク及び/または光ディ
スクのような記憶媒体を含む記憶装置を設けることがで
きる。メモリ104は、メモリ104から取り出されて
プロセッサ102内で実行される一定のコンピュータプ
ロセスである画像処理プロセッサ110を含む。コンピ
ュータプロセスとは、コンピュータシステム100によ
って実行されるあるタスクを全体として定義するコンピ
ュータ命令とデータの集合である。以下にさらに詳しく
説明するように、画像処理プロセッサ110は、(i)
画像バッファ112からピクセルを読み出して、フレー
ムバッファ120に書き込み、(ii)ピクセル値と輝度
との間の特定の関係を表すデータをフレームバッファ1
20のレジスタ408(図4)に書き込み、(iii)その
特定の関係に従ってフレームバッファ120に画像バッ
ファ112(図1)からのデータを表示させる。画像処
理プロセッサ102による処理については、以下に論理
フローチャート200(図2)を参照してさらに詳しく
説明する。
【0013】また、プロセッサ102(図1)は、ユー
ザ入力装置120からバス106を介して信号を受け取
る。ユーザ入力装置120は、特に制限はなく、キーボ
ード、数字キーパッド、及び/またはライトペン、トラ
ックボール、ディジタイザタブレット、またはサムホィ
ルのようなポインティング装置を用いることができる。
ユーザ入力装置120は、ユーザによる物理的操作に応
答して、その物理的操作を表す信号を発生し、それらの
信号をバス106を介してプロセッサ102へ送る。ユ
ーザによる物理的操作に応答してのユーザ入力装置12
0による信号の発生及びそのような信号のプロセッサ1
02による受け取りに関しては、従来周知のものと同様
である。
【0014】また、コンピュータシステム100は、コ
ンピュータ表示装置122に図形画像を表示するための
メモリ及び論理回路を含むフレームバッファ120を具
備する。コンピュータ表示装置122は、たとえばブラ
ウン管(CRT)、発光ダイオード(LED)ディスプ
レイ、または液晶表示装置(LCD)を含む任意のコン
ピュータ表示装置を用いることができる。フレームバッ
ファ120は、バス106を介してプロセッサ102か
らデータ及び制御信号を受け取り、制御信号に従ってデ
ータを処理することによって、図形画像を形成する。さ
らに、フレームバッファ120は、その指示を与える制
御信号に応答して、フレームバッファ120の状態を表
すデータをバス106を介してプロセッサ102へ送
る。フレームバッファ120は従来のものであり、通常
の深さキュー機構、すなわち深さキューモジュールを具
備する。
【0015】図形画像の対話式リスケーリング 上に述べたように、画像処理プロセッサ110は、ユー
ザによる物理的操作に応答してユーザ入力装置120に
より発生する制御信号に従って図形画像をリスケーリン
グする。画像処理プロセッサ11の処理動作は論理フロ
ーチャート200(図2)に図解してあり、その動作は
ステップ202で開始される。ステップ202で、画像
処理プロセッサ110(図1)は、画像バッファ112
からピクセルデータを検索して取り出し、フレームバッ
ファ120がピクセルデータに従いコンピュータ表示装
置122へ図形画像を表示するようにさせる。画像処理
プロセッサ110は、ピクセルデータ及び制御信号をバ
ス106を介してフレームバッファ120へ送ることに
より図形画像を表示させる。ステップ202(図2)
で、画像処理プロセッサ110(図1)は、各ピクセル
に対応付けられた数値をZバッファ404(図4)のピ
クセルフィールドの対応するZフィールドとして記憶
し、フレームバッファ120の深さキュー機構の動作に
よって深さキュー表示を呼び出すことによって、フレー
ムバッファ120に図形画像をグレースケール図形画像
として表示させる。フレームバッファ120は図4に詳
細に示されている。
【0016】フレームバッファ120は、ビデオプロセ
ッサ402、Zバッファ404、及びリフレッシュバッ
ファ406を有する。コンピュータ表示装置122(図
1)によって表示される画像は、リフレッシュバッファ
406(図4)から繰り返し検索して取り出される。従
って、リフレッシュバッファ406の内容によってコン
ピュータ表示装置122(図1)の表示が定義され、ビ
デオプロセッサ402(図4)は、データをリフレッシ
ュバッファ406に書き込むことによってコンピュータ
表示装置122の表示を制御する。Zバッファ404
は、ビデオプロセッサ402によりリフレッシュバッフ
ァ406を介して表示する図形画像を生成するための作
業領域として用いられるメモリバッファである。たとえ
ば、ビデオプロセッサ402は、Zバッファ404を用
いて、従来の仕方で隠面消去及び深さキュー表示を実行
することができる。Zバッファ404は、ピクセルレコ
ード502(図5)のようなピクセルレコードを多数有
し、一般にコンピュータ表示装置122に表示される各
ピクセル毎にピクセルレコードを有する。
【0017】ピクセルレコード502(図5)は、Yフ
ィールド504、Zフィールド506、アルファフィー
ルド508、青フィールド510、緑フィールド51
2、赤フィールド514を有する。本願において、フィ
ールドとは、全体としてひとまとまりの情報片を指定す
るデータの集合を意味する。アルファフィールド50
8、青フィールド510、緑フィールド512、及び赤
フィールド514は、全体としてアルファ、青、緑、及
び赤フォーマットで色を定義する。Zフィールド506
は、3次元表示空間のZ座標を表し、たとえば、深さキ
ュー表示処理及び隠面消去で用いられる。ステップ20
2(図2)で、画像処理プロセッサ110(図1)は、
たとえばレジスタ408(図4)の中の1つに記憶され
る特定の色を全体として定義するデータをアルファフィ
ールド508(図5)、青フィールド510、緑フィー
ルド512、及び赤フィールド514に記憶するようビ
デオプロセッサ402に指示する制御信号をフレームバ
ッファ120(図4)に送る。レジスタ408(図6)
は、色フィールド612を有し、画像バッファ112
(図1)のデータからピクセルレコードを書き込む際
に、ビデオプロセッサ402(図4)は色フィールド6
12(図6)からのデータをアルファフィールド50
8、青フィールド510、緑フィールド512、及び赤
フィールド514にコピーする。その結果、画像バッフ
ァ112のピクセルデータを表す図形画像は、各ピクセ
ル毎に同じ色を用いて表示される。本発明の一実施形態
においては、色フィールド612(図6)によって表さ
れる色は白である。
【0018】従って、図形画像全体は様々に異なる輝度
の白で表示される。画像処理プロセッサ110によって
フレームバッファ120の深さキュー表示が呼び出され
るので、所与のピクセルおける色の特定の輝度はそのピ
クセルのZ座標によって決定される。フレームバッファ
120からピクセルデータを書き込む際、画像処理プロ
セッサ110は、画像バッファ112(図1)からの各
ピクセルの数値をZフィールド506(図5)として記
憶するようビデオプロセッサ402(図4)に指示す
る。従って、各ピクセルは同じ色を有すると共に、画像
バッファ112(図1)内で表されるピクセルの値によ
って決まる輝度を有する。このように、フレームバッフ
ァ120によって行われる深さキュー表示の操作によっ
て、画像バッファ112中のピクセルデータは、コンピ
ュータ表示装置122ではグレースケール図形画像とし
て表現される。ステップ202(図2)の後、Zバッフ
ァ404(図4)には、画像バッファ112(図1)に
よって表現される図形画像を表すデータが書き込まれて
いる。詳しくは、画像バッファ112に記憶されている
ピクセルデータがZバッファ404(図4)のピクセル
レコードのZフィールドにそっくりコピーされる。
【0019】次に、処理は、ステップ202(図2)か
らループステップ204へ移る。ループステップ204
及び次のステップ210は、画像処理プロセッサ110
(図1)がステップ202で表示された図形画像をステ
ップ206〜208に従ってリスケーリングするループ
を定義する。ステップ206では、画像処理プロセッサ
110(図1)は、Zバッファ404(図4)内で表現
されるZ座標とピクセルがコンピュータ表示装置122
(図1)に表示される輝度との間の関係を全体として定
義するパラメータをユーザ入力信号に従って決定する。
グラフ700(図7)に、Z座標と輝度との間の関係が
図解してある。
【0020】グラフ700において、横軸は0.0から
1.0までの範囲のいろいろなZ座標を表す。もちろ
ん、多くの実施形態においてZバッファ404が0.0
から1.0までの範囲と異なる範囲を有するZ座標を記
憶することが可能なことは理解できよう。ただし、一つ
の範囲から別の範囲へのスケーリングは、従来周知の技
術的方法を用いて行うことができる。グラフ700で、
縦軸は0.0から1.0までの範囲のいろいろなピクセ
ル輝度を表す。これ以外の範囲を用いることも可能であ
り、一つの範囲から別の範囲へのスケーリングは従来周
知の方法を用いて行うことができる。
【0021】曲線702はZ座標と輝度との間の関係を
示している。曲線702は、最低輝度704に固定され
た輝度を示す線分702Aの部分を含む。従って、Z最
小値708以下のZ座標を有するピクセルは最低輝度7
04の輝度で表示される。また、曲線702は最高輝度
706に固定された輝度を示す線分702Cの部分を含
む。従って、Z最大値710以上のZ座標を有するピク
セルは最高輝度706の輝度で表示される。線分702
Aと702Cとの間に、曲線702は、傾きが(i)Z
最小値708からZ最大値710までのZ座標と(ii)
最低輝度704から最高輝度706までの輝度の間との
線形関係を規定する線分702Bの部分を有する。曲線
702は、線分からなり、線形関係を規定するように示
されているが、曲線702は、フレームバッファによっ
てサポートされる限りにおいて、非線形関係を含むもの
であってもよい。
【0022】さらに、曲線702は大きいZ値ほど大き
い輝度と対応付けられるという関係を表している。本発
明の一実施形態の場合、フレームバッファ120は単に
Z値と輝度との逆比例関係に対応しているに過ぎない。
そのような実施形態では、各ピクセルに対応付けられた
値は、それらの数値をZ値として記憶する前に反転され
る。たとえば、一実施形態の場合、0.0から1.0ま
での範囲のピクセル値は1.0から減算され、その差が
対応するZ値として記憶される。その結果、著しく高い
ピクセル値は、著しく低いZ値とそれに対応する著しく
高い輝度によって表される。逆に、著しく低いピクセル
値は、著しく高いZ値とそれに対応する著しく低い輝度
によって表される。
【0023】ステップ206(図2)で、ユーザは通常
のユーザインタフェース技術を用いて曲線702(図
7)によって表される関係の変化を指定する。たとえ
ば、ユーザは、キーボードまたは数字キーパッドを用い
てZ最大値710に対する数値を入力することによって
新しいZ最大値710を指定することができる。あるい
は、ユーザは、グラフィカルユーザインタフェースの仮
想スライダツールを操作することによって線分702B
の新しい傾きを指定することができる。あるいは、グラ
フ700をコンピュータ表示装置、たとえばコンピュー
タ表示装置122の区分された部分または別のコンピュ
ータ表示装置に図形として表わして、ユーザが通常のド
ラグ・アンド・ドロップ技法を用いてその曲線702を
直接操作するようにしてもよい。
【0024】次に、処理はステップ206(図2)から
ステップ208へ移る。ステップ208では、画像処理
プロセッサ110(図1)が、Zバッファ404(図
4)で表されている画像バッファ112の図形画像の表
示をステップ206(図2)でユーザにより指定された
Z座標と輝度との間の新しい関係に従ってリフレッシュ
する。ステップ208は、論理フローチャート208
(図3)としてさらに詳しく図示してあり、このフロー
チャートはステップ302で開始される。
【0025】ステップ302で、画像処理プロセッサ1
10(図1)は、ユーザによって指定された線分702
B(図7)の新しい傾きを表すデータをビデオプロセッ
サ402(図4)のレジスタ408の傾きフィールド6
02(図6)に書き込む。次に、処理はステップ304
(図3)へ移り、ステップ304では、画像処理プロセ
ッサ110(図1)が、それぞれユーザによって指定さ
れる最高輝度706(図7)と最低輝度704について
の新しい値を表すデータを最高輝度フィールド604
(図6)及び最低輝度フィールド606に書き込む。処
理がステップ304から移るステップ306(図3)で
は、画像処理プロセッサ110(図1)が、それぞれユ
ーザによって指定されるZ最大値710(図7)とZ最
小値708についての新しい値を表すデータをZ最大値
フィールド608(図6)及びZ最小値フィールド61
0に書き込む。
【0026】次に、処理はステップ306(図3)から
ステップ308へ移る。ステップ308では、画像処理
プロセッサ110(図1)がフレームバッファ120に
Zバッファ404(図4)の内容を再表示するよう指示
する。これに応答して、ビデオプロセッサ402が、
(i)Zバッファ404(図4)からピクセルレコー
ド、たとえばピクセルレコード502(図5)を検索し
て取り出し;(ii)深さキュー表示の操作によってレジ
スタ408(図4)により指定されるピクセルのZ座標
及び曲線702(図7)に基づき決定される輝度を有す
る各ピクセルに色を割り当て;(iii)その割り当てられ
た各ピクセルの色を表すデータをリフレッシュバッファ
406に書き込むことによって、その割り当てられた各
ピクセルの色をコンピュータ表示装置122に表示させ
る。ステップ308(図3)の後は、論理フローチャー
ト208に基づく処理、従ってステップ208(図2)
は終了する。このように、ユーザによって生成される制
御信号に基づく図形画像のリスケーリングは、実質的に
全部フレームバッファ120(図1)内で行われる。画
像バッファ112によって表される図形画像のサイズに
関わりなく、プロセッサ102の図形画像のリスケーリ
ング及び再表示への関与は、概して、比較的少量のデー
タのレジスタ408(図4)への書き込みと、Zバッフ
ァ404の内容の深さキュー表示を指示する比較的少数
の制御信号に限られる。その結果、プロセッサ102
(図1)は、画像処理プロセッサ110に代わって、ま
た画像処理プロセッサ110と同時に実行される他のコ
ンピュータプロセスに代えて、図形画像のリスケーリン
グを制御するグラフィカルユーザインタフェースを管理
するというような他のタスクを自由に実行することがで
きる。同時に、図形画像のリスケーリングにおけるコン
ピュータシステム100の性能は低下しない。むしろ、
フレームバッファ120は専用グラフィックスプロセッ
サであるビデオプロセッサ402(図4)を有するの
で、Zバッファ404中で表現される図形画像のリスケ
ーリングは、多くの場合、プロセッサ102(図1)の
ような汎用プロセッサによるよりもビデオプロセッサ4
02によってより効率的に行われる。
【0027】ステップ208(図2)から、処理はNE
XTステップ210及びループステップ204を介して
ステップ206及び208を繰り返すように移行する。
ループステップ204及び及びNEXTステップ210
によって定義されるループに基づく処理は、たとえば、
図形画像のリスケーリングを終了するメニューオプショ
ンを選択する等、ユーザによって出されたその指示を与
える信号に応答して終了する。
【0028】本発明の一実施形態においては、コンピュ
ータシステム100は、米国カリフォルニア州マウンテ
ンビューのサン・マイクロシステムズ(Sun Mic
rosystems,Inc.)社より入手可能なUl
traSPARCstationである。Sun、Su
n Microsystems、及びSun Logo
は、米国及びその他の国におけるSun Micros
ystems,Inc.の商標または登録商標である。
全てのSPARC商標は、米国及びその他の国におい
て、SPARC International, In
c.の承諾の下に使用され、同社の商標である。SPA
RC商標を付した製品は、Sun Microsyst
ems,Inc.社によって開発されたアーキテクチャ
に基づくものである。
【0029】上記説明は、例示説明のみのためのもので
あり、本発明を限定するためのものではない。本発明は
特許請求の範囲記載によってのみ限定される。
【0030】上記実施形態は、コンピュータのハードウ
エアによって実施される。そのハードウエアシステムで
用いられるプログラムは当然のことながら記録媒体に記
録された状態で提供される。このプログラムを記憶させ
た媒体としては、例えばフレキシブルディスク、CD−
ROM、メモリカードその他あらゆる媒体を使用でき
る。媒体に記録されたプログラムは、ハードウエアに組
み込まれている記憶装置、例えばハードディスクなどに
インストールされることにより、プログラムが実行でき
るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 フレームバッファ内の図形画像データを本発
明に従ってリスケーリングする画像プロセッサを具備し
たコンピュータシステムのブロック図である。
【図2】 本発明に従い図1の画像プロセッサによって
行われる図形画像のリスケーリングを図解した論理フロ
ーチャートである。
【図3】 図2の論理フローチャートの1つのステップ
の論理フローチャートである。
【図4】 図1のフレームバッファをより詳細に示すブ
ロック図である。
【図5】 図4のフレームバッファのZバッファのピク
セルレコードを示すブロック図である。
【図6】 図4のフレームバッファのレジスタのブロッ
ク図である。
【図7】 ピクセル輝度とZ座標との間の関係を図解し
たグラフである。
【符号の説明】
102 プロセッサ、104 メモリ、110 画像処
理プロセッサ、112画像バッファ、120 フレーム
バッファ、122 表示装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591064003 901 SAN ANTONIO ROAD PALO ALTO,CA 94303,U. S.A. (72)発明者 カーラン・ジョセフ・ビヘラー アメリカ合衆国・94404・カリフォルニア 州・フォスター シティ・カタマラン ブ ルヴァード・723−4

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピクセル輝度データをピクセルバッファ
    の少なくとも1つのZ座標フィールドに記憶するステッ
    プと;前記ピクセルバッファの前記Z座標フィールドに
    従って深さキュー表示を起動するステップと;を具備し
    た図形画像を表示するための方法。
  2. 【請求項2】 Z座標と表示輝度との間の関係を指定す
    るステップ;をさらに具備し、 前記深さキューが、前記関係及び前記ピクセルバッファ
    の各ピクセルの各Z座標に基づき選択される前記表示輝
    度でピクセルを表示させる;請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記最初の関係と異なる前記Z座標と表
    示輝度との間の第2の関係に従って図形画像を再表示さ
    せるステップ;をさらに具備した請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記再表示させるステップが:前記第2
    の関係を指定するステップと;ピクセルバッファ中のZ
    座標フィールドに従って前記最初の深さキュー表示と異
    なる第2の深さキュー表示で、前記第2の関係及び前記
    バッファの中の各ピクセルの各Z座標に基づき選択され
    る前記表示輝度で該ピクセルバッファの該ピクセルを表
    示させる第2の深さキュー表示を起動するステップと;
    を具備する請求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記再表示させるステップが:ユーザに
    よって発生し、前記の第2の関係を指定する信号を受け
    取るステップ;をさらに具備する請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記再表示させるステップを、ユーザに
    よって発生する信号によりその繰返しを中止するよう指
    示されるまで繰り返すステップ;をさらに具備した方
    法。
  7. 【請求項7】 図形画像を表示するためのコンピュータ
    可読プログラムが書き込まれたコンピュータ使用可能記
    録媒体を具備するコンピュータプログラム製品におい
    て:ピクセル輝度データをピクセルバッファの少なくと
    も1つのZ座標フィールドに記憶するよう構成されたピ
    クセルバッファを構成するモジュールと;前記ピクセル
    バッファを構成するモジュールとともに動作し、前記ピ
    クセルバッファのZ座標に従って深さキュー表示を起動
    するよう構成された深さキューモジュールと;を具備し
    たコンピュータプログラム製品。
  8. 【請求項8】 前記コンピュータ可読コードが、さら
    に:前記深さキューモジュールとともに動作し、Z座標
    と表示輝度との間の関係を指定するよう構成された輝度
    マッピングモジュール;を具備し、 前記深さキューモジュールが、さらに、前記関係と前記
    ピクセルバッファ中の各ピクセルの各Z座標に基づいて
    選択される表示輝度でピクセルを表示するよう構成され
    ている;請求項7記載のコンピュータプログラム製品。
  9. 【請求項9】 前記コンピュータ可読コードが:前記深
    さキューモジュールにとともに動作し、前記最初の関係
    と異なる前記Z座標と表示輝度との間の第2の関係に基
    づいて図形画像を表示するよう構成された再表示モジュ
    ール;をさらに具備した請求項8記載のコンピュータプ
    ログラム製品。
  10. 【請求項10】 前記再表示モジュールが:前記輝度マ
    ッピングモジュールに動作関係に結合され、前記輝度マ
    ッピングモジュールに前記第2の関係を指定させるよう
    構成された関係修正モジュールと;前記深さキューモジ
    ュールにとともに動作し、前記ピクセルバッファ中のZ
    座標フィールドに従って前記最初の深さキュー表示と異
    なる前記深さキューモジュールによる第2の深さキュー
    表示を呼び出すよう構成された深さキュー呼び出すモジ
    ュールであって、前記で深さキュー表示が、前記第2の
    関係及び前記ピクセルバッファ中の各ピクセルの各Z座
    標に基づいて選択される表示輝度で前記ピクセルバッフ
    ァのピクセルを表示させる深さキュー呼び出しモジュー
    ルと;を具備する請求項9記載のコンピュータプログラ
    ム製品。
  11. 【請求項11】 前記再表示モジュールが:前記関係修
    正モジュールに動作関係に結合され、ユーザによって発
    生し、前記の第2の関係を指定する信号を受け取るよう
    構成されたユーザインタフェースモジュール;をさらに
    具備する請求項10記載のコンピュータプログラム製
    品。
  12. 【請求項12】 前記コンピュータ可読コードが:前記
    ユーザインタフェースとともに動作し、ユーザによって
    発生する信号により再表示の繰返しを中止するよう指示
    されるまで、前記再表示モジュールによる図形画像の再
    表示を繰り返し呼び出すよう構成されたループモジュー
    ル;をさらに具備する請求項11記載のコンピュータプ
    ログラム製品。
  13. 【請求項13】 図形画像を表示する装置において:ピ
    クセル輝度データをピクセルバッファの少なくとも1つ
    のZ座標フィールドに記憶するよう構成されたピクセル
    バッファを構成するモジュールと;前記ピクセルバッフ
    ァを構成するモジュールとともに動作し、前記ピクセル
    バッファのZ座標に従って深さキュー表示を起動するよ
    う構成された深さキューモジュールと;を具備した装
    置。
  14. 【請求項14】 さらに:前記深さキューモジュールと
    ともに動作し、Z座標と表示輝度との間の関係を指定す
    るよう構成された輝度マッピングモジュール;を具備
    し、 前記深さキューモジュールが、さらに、前記関係と前記
    ピクセルバッファ中の各ピクセルの各Z座標に基づいて
    選択される表示輝度でピクセルを表示するよう構成され
    ている;請求項13記載の装置。
  15. 【請求項15】 前記深さキューモジュールに動作関係
    に結合され、前記最初の関係と異なる前記Z座標と表示
    輝度との間の第2の関係に基づいて図形画像を表示する
    よう構成された再表示モジュール;をさらに具備した請
    求項14記載の装置。
  16. 【請求項16】 前記再表示モジュールが:前記輝度マ
    ッピングモジュールとともに動作し、前記輝度マッピン
    グモジュールに前記第2の関係を指定させるよう構成さ
    れた関係修正モジュールと;前記深さキューモジュール
    とともに動作し、前記ピクセルバッファ中のZ座標フィ
    ールドに従って前記最初の深さキュー表示と異なる前記
    深さキューモジュールによる第2の深さキュー表示を呼
    び出すよう構成された深さキューを呼び出すモジュール
    で、前記で深さキュー表示が、前記第2の関係及び前記
    ピクセルバッファ中の各ピクセルの各Z座標に基づいて
    選択される表示輝度で前記ピクセルバッファのピクセル
    を表示させる深さキュー呼び出しモジュールと;を具備
    する請求項15記載の装置。
  17. 【請求項17】 前記再表示モジュールが:前記関係修
    正モジュールに動作関係に結合され、ユーザによって発
    生し、前記の第2の関係を指定する信号を受け取るよう
    構成されたユーザインタフェースモジュール;をさらに
    具備する請求項16記載の装置。
  18. 【請求項18】 前記ユーザインタフェースに動作関係
    に結合され、ユーザによって発生する信号により再表示
    の繰返しを中止するよう指示されるまで、前記再表示モ
    ジュールによる図形画像の再表示を繰り返し呼び出すよ
    う構成されたループモジュール;をさらに具備した請求
    項17記載の装置。
  19. 【請求項19】 メモリと;該メモリに動作関係に結合
    されたコンピュータプロセッサと;コンピュータ表示装
    置と;前記メモリに記憶されていて、前記コンピュータ
    プロセッサ内で実行されて前記コンピュータ表示装置に
    図形画像を表示する少なくとも1つのコンピュータ命令
    を含む画像処理プロセッサと;を具備し、該画像処理プ
    ロセッサが:ピクセル輝度データをピクセルバッファの
    少なくとも1つのZ座標フィールドに記憶するよう構成
    されたピクセルバッファを構成するモジュールと;前記
    ピクセルバッファを構成するモジュールに動作関係に結
    合され、前記ピクセルバッファのZ座標に従って深さキ
    ュー表示を起動するよう構成された深さキューモジュー
    ルと;を具備する;コンピュータシステム。
  20. 【請求項20】 前記画像処理プロセッサが:前記深さ
    キューモジュールにとともに動作し、Z座標と表示輝度
    との間の関係を指定するよう構成された輝度マッピング
    モジュール;をさらに具備し、 前記深さキューモジュールが、さらに、前記関係と前記
    ピクセルバッファ中の各ピクセルの各Z座標に基づいて
    選択される表示輝度でピクセルを該コンピュータ表示装
    置に表示するよう構成されている;請求項19記載のコ
    ンピュータシステム。
  21. 【請求項21】 前記画像処理プロセッサが:前記深さ
    キューモジュールとともに動作し、前記最初の関係と異
    なる前記Z座標と表示輝度との間の第2の関係に基づい
    て図形画像を前記コンピュータ表示装置に表示するよう
    構成された再表示モジュール;をさらに具備している請
    求項20記載のコンピュータシステム。
  22. 【請求項22】 前記再表示モジュールが:前記輝度マ
    ッピングモジュールに動作関係に結合され、前記輝度マ
    ッピングモジュールに前記第2の関係を指定させるよう
    構成された関係修正モジュールと;前記深さキューモジ
    ュールとともに動作し、前記ピクセルバッファ中のZ座
    標フィールドに従って前記最初の深さキュー表示と異な
    る前記深さキューモジュールによる第2の深さキュー表
    示を呼び出すよう構成された深さキュー呼び出すモジュ
    ールで、前記で深さキュー表示が、前記第2の関係及び
    前記ピクセルバッファ中の各ピクセルの各Z座標に基づ
    いて選択される表示輝度で前記ピクセルバッファのピク
    セルを前記コンピュータ表示装置に表示させる深さキュ
    ー呼び出しモジュールと;を具備する請求項21記載の
    コンピュータシステム。
  23. 【請求項23】 前記再表示モジュールが:前記関係修
    正モジュールとともに動作し、ユーザによって発生し、
    前記の第2の関係を指定する信号を受け取るよう構成さ
    れたユーザインタフェースモジュール;をさらに具備す
    る請求項22記載のコンピュータシステム。
  24. 【請求項24】 前記画像処理プロセッサが:前記ユー
    ザインタフェースとともに動作し、ユーザによって発生
    する信号により再表示の繰返しを中止するよう指示され
    るまで、前記再表示モジュールによる図形画像の再表示
    を繰り返し呼び出すよう構成されたループモジュール;
    をさらに具備する請求項23記載のコンピュータシステ
    ム。
  25. 【請求項25】 (i)コンピュータ可読媒体に記憶さ
    れ、(ii)コンピュータによって実行可能であり、かつ
    (iii)やはり各々コンピュータによって実行される少な
    くとも1つの機能を果たすよう構成された少なくとも1
    つのモジュールを含むコードを分配するためのシステム
    において:ピクセル輝度データをピクセルバッファの少
    なくとも1つのZ座標フィールドに記憶するよう構成さ
    れたピクセルバッファを構成するモジュールと;前記ピ
    クセルバッファを構成するモジュールに動作関係に結合
    され、前記ピクセルバッファのZ座標に従って深さキュ
    ー表示を起動するよう構成された深さキューモジュール
    と;を具備したシステム。
  26. 【請求項26】 さらに:前記深さキューモジュールと
    ともに動作し、Z座標と表示輝度との間の関係を指定す
    るよう構成された輝度マッピングモジュール;を具備
    し、 前記深さキューモジュールが、さらに、前記関係と前記
    ピクセルバッファ中の各ピクセルの各Z座標に基づいて
    選択される表示輝度でピクセルを表示するよう構成され
    ている;請求項25記載のシステム。
  27. 【請求項27】 前記深さキューモジュールとともに動
    作し、前記最初の関係と異なる前記Z座標と表示輝度と
    の間の第2の関係に基づいて図形画像を表示するよう構
    成された再表示モジュール;をさらに具備した請求項2
    6記載のシステム。
  28. 【請求項28】 前記再表示モジュールが:前記輝度マ
    ッピングモジュールとともに動作し、前記輝度マッピン
    グモジュールに前記第2の関係を指定させるよう構成さ
    れた関係修正モジュールと;前記深さキューモジュール
    に動作関係に結合され、前記ピクセルバッファ中のZ座
    標フィールドに従って前記最初の深さキュー表示と異な
    る前記深さキューモジュールによる第2の深さキュー表
    示を呼び出すよう構成された深さキュー呼び出すモジュ
    ールで、前記で深さキュー表示が、前記第2の関係及び
    前記ピクセルバッファ中の各ピクセルの各Z座標に基づ
    いて選択される表示輝度で前記ピクセルバッファのピク
    セルを表示させる深さキュー呼び出しモジュールと;を
    具備する請求項27のシステム。
  29. 【請求項29】 前記再表示モジュールが:前記関係修
    正モジュールとともに動作し、ユーザによって発生し、
    前記の第2の関係を指定する信号を受け取るよう構成さ
    れたユーザインタフェースモジュール;をさらに具備す
    る請求項28記載のシステム。
  30. 【請求項30】 前記ユーザインタフェースとともに動
    作し、ユーザによって発生する信号により再表示の繰返
    しを中止するよう指示されるまで、前記再表示モジュー
    ルによる図形画像の再表示を繰り返し呼び出すよう構成
    されたループモジュール;をさらに具備した請求項29
    記載のシステム。
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