JPS58500040A

JPS58500040A - 計算機グラフイツクのためのベクトル発生器

Info

Publication number: JPS58500040A
Application number: JP82500387A
Authority: JP
Inventors: マクドナルド・ジヨン・バ−ネツト; パトバ−グ・ジヨン・ケント; ラ−モツト・ジヤ−ン
Original assignee: ウエスタ−ン　エレクトリツク　カムパニ−，インコ−ポレ−テツド
Priority date: 1981-01-05
Filing date: 1981-12-18
Publication date: 1983-01-06
Also published as: EP0068013B1; GB2090709B; EP0068013A4; WO1982002441A1; GB2090709A; US4365305A; EP0068013A1; CA1169983A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】計算機グラフィックのためのベクトル発生器技術分野本発明は一般的に述べると計算機グラフィックに関する。峙て、良好な実施例においては、本発明は陰極線管のスクリーン上に表示される像を形成するの疋用いられるベクトルを発生するための方法及び装置に関する。

発明の背景計算機グラフィックにおいて、図形出力を表示する装置、特に典型的な特殊目的の陰極線管（（、ＲＴ）としては、アナログ駆動形装置とデジタル駆動形装置とがある。

デジタル駆動形装置でベクトルを描く場合、最初電子ビームをオンにして１つの点を表示し、次いで適切な遅延を置いた後ビームをオフにし、点を消去する。次にＸ及びＹ偏向回路に印加される偏向電圧がステップ状だ増加さｎて、ビームが所定のベクトルに、沿った方向にある離散的な変位分たけ動かされる。次にビームがオンとなり２番目の点が表示される。このような動作は所定のベクトルがＣＲＴの表面に表示されるまで繰返えされる。

表示スクリーンに近づいて見ると、ベクトルは実際には近接した点の集シであることがわかる。しかし、通常の距離から見ると、これらの点はつながって、連続的に光る線、すなわちベクトルのように見える。

一方、アナログ駆動形装置では、同様のベクトルを描く場合、まずビームをオンにし、次いでＸ及びＹ偏向電圧を連続的に増加させ所定の方向にオンのビームを完全に掃引し、ベクトルの終端点に才で達するとビームをオフにする。

デジタル駆動形ディスプレイシステムにアナログ駆動形システムにはないいくつかの利点を持っている。これらの中でも時に、（１）偏向論理が簡単で作り易い、（２）電子ビームの瞬時位置に関する正確なデジタル情報が常時得られる、という串実かある。後者は判にグラフィックディスプレイてライトペンを使う時に有利である。さらに、デジタル駆躬１形システムでは、端逸脱を検出するのが容易である。なぜならビームがスクリーンの境界から出てしまうと、ビーム位置全保存しているレジスタの少くとも一方てオーバフローか生じるためである。

以上にもかかわらず、デジタル駆動形ディスプレイ装置には重大な欠点がある。

その１つは、ビームが連続的ではなく一連の離散的ステップとして動かされるため、表示はビームがその定常位置に安定した後でのみ輝度を与えることができる。しかし、公知のように、デジタルのビーム位置情報をビーム偏向するために実際に必要なアナログ信号に変換するのに用いられるデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）ｌ’ｊ：完全なものとは程遠く、アナログ出力がデジタル入力に追随するのにある有限の時間を必要とする。この効果は、特にＤＡＣへの入力の上位ビットに変化があった時に問題となる。たとえば最上位ビット（ＭＳＢ）の場合、２進の°゛Ｏ″から２進の°゛　１”に変化し、しかもビーム位置の１単位分の増分でしかない時には入力デジタル語のビットパターンが大きく変化する。このような場合、ＤＡＣの出力には不必要で問題の大きい過渡電圧が生じる。この過渡現象は、ＭＳＢでの１ビツトの変化がＤＡＣのすべての段に波及するためである。この問題のために、典形的なデジタル偏向形グラフィック装置ては、一連の偏向的の間に比較的長い時間を挿入しなければならない。

以上及び佃の理由により、従来のアナログ偏向形装置は電子ビームの瞬時位置に関する正確た情報が取れず、また端逸脱をすばやく見つけられないにもかかわらず、アナログ偏向方式が見直されて来ている。

発明の要約本発明に従えば、ベクトルは、ベクトルの開始点の平面座標を定義する第１のデジタル語と、該開始点からのベクトルの変位を定義する第２のデジタル語とによって定義される。像発生ビームをベクトルの開始点に偏向させるために第１のデジタル語が第１のアナログ信号に偏向される。像発生ビームを、該開始点から描くべきベクトルの終端点に向って移動させるために第２のデジタル語が第２のアナログ信号に変換される。ベクトルが描かれる時ビームの瞬時位置の座標がデジタル的に保持さｎる。

図面の簡単な説明第１図は本発明に従った計算機グラフィックシステムの一実施例の一部回路図を含むフロック図てあり、第２図（ｒ：ｉ第１図のシステムて表示されるグラフィックイ９゛を構成するベクトルを定義する方法を示す図てあり、第３図は本発明に従ったベクトル発生器の一実施例の一部回路図を含むブロック図てあり、第４図は本発明に従ったベクトル発生器が異った大きさのベクトルを描くのに用いられる方法を示す図であり、第５図は第３図のベクトル発生器て用いられる時間選択器のブロック・回路図である。

詳細な説明図１に示したように、グラフィックシステム１０ば、ベクトル発生器１１を含み、その出力はＫｒａｔｏｓ　モデルＭ３２１やＸＹＩ−ロニクス２１のような電磁偏向形ＣＲＴ１２の偏向コイル１２と、ｎビットの両方向性データバス１４を介してマイクロプロセッサ制御形インターフェイス回路１６とに接続さｎている。インターフェイス回路１６に、例えはＤｉｇｉｔａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＰＤＰＩＩのような汎用デジタル計算＠１７と、例えば８にの半導体読出し専用メモリ（ＲＯＭ）のような文字メモリ１８とに接続されている。ライトペン１９もケーブル２２を介してベクトル発生器１１に接続さ九ている。

ＯＲ，Ｔ１３の陰極、収束電極、及び陽極に高電圧電源２３に接続されている。

ＣＲＴｌ３内の電子ビーム２６はリート１５を介してベクトル発生器１１に接続さｆして２５いる制得グリッドによって付勢（例えやけオンに）さｎる。

この機構はビームを消勢（オフに）する時にも用いられる。

第２図において、任意のベクトル２４ば、その開始点（ＸＩＩＹＩ）と、開始点からの変位ΔＸ及びΔＹとを指定することによって定義できる。明らかに、ベクトルの開始点及びＸ及びＹ軸に沿った変位が与えらｆＬれは、その終端点を計算するは容易である。

本実施例においてＩｉ後述する理由により、インターフェイス回路１６がベクトル発生器１６に転送する情報により、描くべきベクトルの各々の開始点（すなわち初期位置）と変位とがきめられる。この情報から、ベクトル発生器１１は電子ビーム２６を偏向するためのアナログ信号を発生する。これにょシ、ビームはＣＲＴｌ　３のスクリーン２１上に必要なベクトルを引く。

ビーム２６の位置決めを行うために、ディスプレイスクリーン２１はたとえば１０２．４Ｘ１．０２４の位置のような適切な大きさの格子に分割されている。この格子内の任意の位置はそのＸ及びｙＢ４標を指定することによって選択される。このためには各座標について１０ビツトの２進語（すなわち２”＝１０２４）を必要とする。よって、一実施例においては、ベクトル発生器１１はＸ及びＹ軸の各々についてインタフエーセ回路から２つの１０ビツト２進語を受信し、その１つが引くべきベクトルのＸ又はＹ軸の開始位置を示し、他方がＸ又はＹ軸に沿ったベクトルの長さを示す。

後述するよう（（、ベクトル発生器１１への他のデジタル入力か各ベクトルに対するモートを指定する。こ几は、指定されたベクトルをいか（Ｃ引くかということを発生器に知らせる命令である。たとえば、これらの命令はベクトルの強度や変調に関するもので、ベクトルを継続的に表示するか否か、あるい（は強度を制御してベクトルを点綴て引くか実線て引くか宿を指定する。

第３図にベクトル発生器１１を詳細に示している。第；３図で使用している記号（ｙｌ　’ｔｌ　、ある機能を行うブロック又は素子として１つしか図示していないが、ベクトル発生器１１は実際には２つの同じ装置を含み、その１つがＸ座標の機能を行い、他の１つがＹ座標の機能を行うことを示している。このような記号がない（又は他の記載のある）装置は両座様に共通の機能を行う。簡単のために以下でｉ＃ｉＸ軸の機能を一般に参照する。捷だ、正のベクトルの発生のみについて述べる。こ九は、負のベクトルの発生も同しであるためである。

ベクトル発生器１１は第１のデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）２７を含んでおり、これはビーム２６の望ましいＸ座標（例えばＸ、）を表わす１０ビツト２進語を受信して、この語を対応するアナログ電圧（例えばＶ＋）に変換してＤＡＣの出力に発生する。Ｘ位置ＤＡＣと呼ぶＤＡＣ２７の出力は、抵抗２８を介してインピーダンス豫１ソ：器で鉛る利得１の増幅器２９へ印加され、さらにスイッチ３１及び演算増幅器３２へ印加される。増幅器３２の出力はＣＲＴｌ　３のＸ偏向コイル１２に接続されている。増幅器３２の出力はさらにコンデンサ３３る介し、あるいは抵抗３４及び増幅器２９と並列のコンデンサ３３を介して入力にフィードバックされている。一対の逆極性ダイオード３６及び３７は利得１の増幅器２９とアースとの間に接続されている。

第２のデジタル・アナログ変換器ＣＤＡＣ）３Ｂは、ΔＸベクトルＤＡＣと呼ひ、ΔＸＸヘトルを表わす１０ビツト２進語を受信して対応するアナログ電圧（Δ Ｖ）に変換してＤＡＣの出力に発生する。ＤＡＣ３８の出力は抵抗３９及びスイッチ４１を介して演算増幅器３２の入力に接続さ几ている。スイッチ３１及び４１は単極単接点スイッチとして図示されているが、望ましくは電子スイッチであり、１つのスイッチが開の時は他のスイッチが閉となるように制御される。すなわち、２つのスイッチが同時に開となるか同時に閉となることはない。

演算増幅器３２は非常に大きな負利得を持ち、そのフィードバックループにより、負帰還構成を取っている。

公知のように、このような構成では、増幅器の入力端子間に電圧差があるとこれが大きく増幅された後に差をゼロとするように帰還されるため、入力端子に実質的に同じ電位を持つ。一方の端子はアースされているため、他の端子も実質的にアース電位に等しい。

以上に述べた回路はベクトル発生器１１のアナログ駆動部４０と呼び、その動作に次の通りである。

スイッチ３１が閉じられて、スイッチ４１が開であり、またｘ、に対応するデジタル信号がＤＡＣ２７に印加されているものとする。この結果アナログ信号Ｖ、がＯＡＣの出力と抵抗２８の一端に現れる。上記のように増幅器３２の入力は実質的にアースであるため、利得１の増幅器２９の出力及び入力もアース電位とならねばならない。

従って、抵抗２８を流れる電流は、ＤＡＣ２７の出力に発生した電圧（Ｖ、）を抵抗２８の抵抗値（Ｒ２８）で割ったもの、すなわちＩ　”＝　Ｖ１／　Ｒ，２Ｂとなる。増幅器２９は高い入力インピーダンスを持つことと、アース電位であるためにグイオート３６及び３７（グ導通できないために、抵抗２８を流れた電流は抵抗３４を流れ、この抵抗の両端と増幅器３２の出力に電圧Ｖｘを発生する。

抵抗３４に流れる電流が■でこの抵抗の抵抗価をａ３４とすると、電圧■８はｌＲ３４に等しい。

Ｉ＝Ｖ１／Ｒ２１１であるために、電圧はＶ　ｘ　＝　ＶＩ　Ｒａ　４　／Ｒ２ｇとなる。このように電圧Ｖｘは電圧Ｖ、に正比例する。

通常は抵抗２８と３４は相互に等しく　Ｌ、ＶＸ−ＶＩ　となる。出力Ｖ、がＸ偏向コイル１２に印加されるため、ビームは位置Ｘ、に偏向する。

前記のように、負帰還ループによって利得１の増１−器２９の入力はアース電位に保たれてい′るためにタイオート３６及び３７はともに導通しない。たとえばスイッチ３１を開にすることによって帰還ループを切ると、この状態が変化して望ましくない」象が生じる。タイオート３６及び３７はこれを防止しており、位置ＤＡＣ２７によって制御されるベクトル位置リセット動した中に、出力電圧の変化速度を制限する働きをする。

予め定めた時間が経過した後、積分動作を開始するためにスイッチ３１が開になり、スイッチ４１が閉じられる。望せしいベクトル変位に対応するデジタル信号 ΔＸがベクトルＤＡＣ３８の入力に印加される。ＤＡＣ３８からの出力電流は抵抗３９を介してコンデンサ３３及び演算増幅器３２へ流れる。これらは通常の演算増幅器形積分器を構成する。Ｊ、つて、すてに演算増幅器３２の出力に存在する電圧ｖ１はＤＡＣ３８に印加される入力に応じた速度で変化し、ＣＲＴ１３の電子ビームはＸ軸に沿って線形に移動する。これは集２１図に示されており、ｘｌば、ＤＡＣ変換器２７に印加されるデジタル信号によって決定されるベクトルの開始位置を表わし、ΔＸ＝（Ｘ２−Ｘ＋　）はＤＡＣ３８に入力されるデジタル信号によって決定されるベクトルのＸ軸に沿った長さを表わす。

第３図の回路のデジタル部に戻ると、Ｘ位置を表わす１０ビツトの２進語を受信するための位置レジスタ４２が含まれている。位置レジスタ４２の出力は位置ＤＡＣ２７への入力となる。

通常の正規化回路４３は、Δｘｙ位を表わす１０ビツトの２進語とΔＹ変位を表わす１０ヒツトの２進語とを受信するために設けられている。ＸとＹとの両方に共通である正規化回路１ｄ、ＪＸ及びΔＹの両方を左にシフトして、そのどちらかの最上位ヒツトが２進の”１″になるようにする。後述するように、この操作によってベクトルが実り的に同じ速度で引かれ、実質的に同じ輝度となることが保証される。

ベクトルが実質的に同し速度て引かれるため、所定の長さを速成するために掃引時間を変えねはならない。これは時間選択器４４によって行われる。第５図に示したように、時間選択器４４は、直列接続された１０ケの２分間カウンタ４６ｏ　４６９　を含んでおり、これらは水晶制御形マスタクロックパルス発生器４７（第３図）刀・らアントケート４８を介して送られるゲートされたクロックパルスによって駆動される。アンドゲート４８に計τノ機１７からインタフェース装置１６を介して送られる開始信号を受信することによって付勢される。最後の２分周段、すなわちカウンタ４６９からの出力Ｅ９ｉ’ｌ他の段に較べて最長の周期を持ち、カウンタ４６０がらの出力Ｅｏは最短の周期を持つ。すなわちＲ９からＥ。に向って、順に周期は半分ずっとなる。

時間選択器はマルチプレクサ４９も含み、これは正規化回路４３からの信号、すなわち正規化シフトの数を表わす信号の制御の下で、出力Ｅｏ−Ｅ９の１っｋｌ択する。選択さ肛た出力はスイッチ３１及び４′１−＼印加され、積分時間、従って引かれるベクトルの長さを制御する。

より具体的に述べると、正規化回路は各ベクトルのＪＸ又はΔＹに対し、ｎを左へのシフト数とする時に２ｎを乗算するため、ベクトルを正しい長さにするためには掃引時間（すなわち積分間隔）をこの倍数だけ短がくしなければならない。

この動作が、時間選択器４４によって正規化シフトパルスの数に応じて行われる。よシ具体的に述べると次のようになる。もし、シフトが全く行われないと、最大積・分時間Ｅ９が選択される。しかし、１ビツトシフトが行われ一１ΔＸに２が乗じられていると、積分時間を２分の１にする必要があシ、Ｅ、の半分の長さを持っＲ８が選択される。他の出力も同じ基準に従って下記の表Ｉのように選択される。

９Ｅ。

典型的には、クロック発生器４７は２０ＭＨｚ　の周波数で動作し、最短の積分時間を与える出力Ｅｏは、１μ秒てあり、最長の積分時間を与える出力Ｅ９ｆζ ５１．２μ秒である。

一例として、第４図で点（０，０）から点（２５０，４００）に至るベクトル５１について述べる。こＸで、２５０１０＝　１１１１１０１０２４００１０＝　１１００１００００２である。これに先頭のゼロをつけてともに１０ビツト数にするとΔＸ及びΔＹ倍信号 ΔＸ＝ＯＯ１１１１１０１０ ΔＹ＝０１１００１００００となる。前述のシフト正規化処理によって、ΔＸ及びΔＹの両方が１度に１ビツトずつ左にシフトされ、２進のＩＨがいずれかの最上位ビットに現れるまで続けられる。上の例では、１回の左方向シフトのみで、ΔＹ倍信号最上位ビットに２進の°゛１″が入る。シフトした後の新しいΔＸ及びΔＹ倍信号ΔＸ′及びΔＹ ′と書くと、ΔＸ’＝０１１１１１０１００ ΔＹ’　＝１１００１０００００となる。これを１０進数に戻すと ΔＸ’＝５００．。

ΔＹ’＝８００＋。

となる。

１ビツトの左シフトのみが必要であつｊこため、シフト数は１でありカウンタ列４６ｏ　４６９のうちのＥ８出力が選はれる。この出力はカウンタ出力中で２番目に長いものであり、これによって積分及びディスプレイ処理をゲートすることによって第４図のベクトル５１で示すように正しい長さのベクトルが引かれる。

ベクトル５１ばかなり短いベクトルであるが、これは最大長のベクトルと近似的に同じ輝度で描かれる。なぜなら最大長のベクトルと実質的に同じ速度で引かれ、短時間で終るためである。他の観点から見ると、必要なベクトルは点（０，０）から点（２５０，４００）に至るものであるが、ベクトル発生器１１はあたかも点（０、Ｏ）から点（５００，８００）に至るものであるかのように掃引する。しかし、このベクトルの半分が描かれると、電子ビーム２６はオフになり積分処理も停止する。

累積積分誤差をなくすために、位置ＤＡＣ４２の入口はそれぞれ２５０１０及び４００＋ｏの２進値に変えら扛、積分処理が終了した時には電子ビームは正確に点（２５０，４００）に位置している。この点は現在側いたベクトルの終了点であると同時に、次に引くべきベクトルの開始点になる。

次に、ベクトル５１の終了点、すなわち点（２５０，４００）から点（６２７，７３１）へ至るベクトル５２を引くことについて考える。前述のように、位置ＤＡＣ４２への入力は、ベクトル５１の終了点でありまたベクトル５２の開始点である。２５０＋ｏ及び４００＋ｏの２進値にすてに変えられている。計算機１７は数マイクロ秒てベクトル５２に関する次の値を計算する。

ＪＸ二（６２７−２５０）＝３７７＋。

＝０１０１１１１００１２ＪＹ＝（７３１−４００）＝３：３１ｔ。

＝０１０１００］、０１１２ここでも、ΔＸとΔＹは左に１ヒツトだけシフトされて最上位ビット（／ｉ７２進の１″が」れ、捷だシフト数１によってＥ８出力が選ばれる。これによってへクトノし５２は正しく引かれ、ベクトル５１と実質的（テ［司し輝度を持つ。再び、位置；、　Ｄ　Ａ　Ｃ４２には次に引くべきヘクトｎの開始点、す１つち６２７＋ｏ及び７３１＋ｏの２進イ直カニノ（れられる。

最後の例として、点（６２７，７３１）て始１り点（６２９，７３５）で終る棟端に短いベクトル５３を弓１くことについて考える。ベクトル５３に対してベクトル長ΔＸ及びΔＹを次のように計算する。

ΔＸ＝（６２９−６２７）＋。

＝２１Ｏ＝ＯＯＯＯＯ０００１０□ ＝０００００００１００２１５シフト正規化は次のように々る。

シフト数　ΔＸ′　ΔＸ′ １　０００００００１００　００００００１０００２　００００００１０００　０００００１００００３　０００００１００００　００００１０００００４　００００１０００００　０００１００００００５　０００１００００００　００１０００００００６　００１０００００００　０１００００００００７　０１００００００００　１０００００００００よって左に７回シフトすることによってΔ Ｙ′信号の最上位ビットが２進゛１″′となり、時間越択器４４のＥ２出力が選ばれる。この結果、ベクトル５３を引くのに要する時間は非常に短かく、最大長のベクトルと実質的に同じ輝度が得られる。

央除の異ったベクトルのΔＸ１　ΔＹの値は大きく変化し、最大１０２３倍も異るのに対し、正規化された値は同じオーダーの値を持つ。これに工っで比較的一様な掃引速度が与えられる。しかし、全く同じ掃引速度となるのではない。実際、最悪の場合には掃引速度は２Ｆ「倍たけ異る。よっであるベクトルが他のベクトルよりも多少明るくなることもあるが、この輝度の差はわずかであり、もし問題になれば、適切な訂正信号を発生してこれをＣＲ，Ｔの輝度制御回路に印加して防止することもできる。

１６以上に述べた回路は、従来技術のものと本質的に同様のものであり、従来技術の回路も効率的なベクトル発生が可能であるが、積分処理中における電子ビーム２６の正確な位置に関する°′実時間″情報を与えることができ５ず、従って端逸脱の処理とライトペンとを効率良く扱うことがてきなかった。本発明は最小限のハードウェアを付加することによりとの慨能を実現している。

第３図に戻ると、ベクトル発生器１１に２進運度乗算８５　（Ｂ　Ｒ，Ｍ　）　５４を含ませることにより、ビームの位置の実時間追跡を可能にしている。公知のよって、２進運度乗算器は、ｎビットの２進数Ｍを入れた後で入力クロック列を印加すると、これらのパルスの中のＭ／（２°）の割合いたけか回路の出力へ転送されるという回路である（すなわち、パルス出カーパルス入カｘＭ／２”）。−例として、６ビツトのＢ　ＲＭ　（ｎ　＝　６　）を考える。このＢ　Ｉｌ、　Ｍに対して６ビツトの数Ｍ−＝　０００１１１２　（＝７１０　）を置数すると、Ｍ／２ｎ−７／２６＝７／６４となる。このＢＲＭは、６４個の入力クロックパルスが印加されるとそのうち７個を通過させる。市販されているＢＲＭとして５Ｎ７４９４があシ、”１９７６年にＴｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社発行の”　ＴＴＬ　Ｄａｔａ　Ｂｏｏｋ　ｆｏｒＤｅｓｉｇｎ　Ｉ’；ｎｇｉｎｅｅｒｓ　”、第２版の７−１０２頁乃至７−１０６頁に記されている。ｑれに述べられているＢＲＭｌ　７　ｂ７、昭５８−５０００４０（７）は６ビツトチツプであるが２つを直列に接続することによって１２ヒツトｔでの能力を持ち、本実施例ではそのうちの１０ヒツトのみを用いている。

２道連度乗算器５４へのクロックパルス入力は、クロックパルス発生器４７からアンドゲート４８及びアントゲート５６を介して印加さね、る。アントゲート５６への仙の入力は時間選択器４４の出力（すなわち積分時間の間隔）である。よって、ＢＲ，Ｍ５４で受信されるパルスの数は積分時間を示すものとなる。よシ具体的に述べると、最大の積分時間Ｅ９が選択されると（正規化なし）、１０２４ケのクロックパルスがＢＲＭ５４によって受信され、他の時間間隔が選択された時に受信されるパルス数ばＥ９からＥｏＯ方へ１つ進むたびに１／２になる。

速度制御数Ｍとしては、正規化回路４３から正規化されたΔＸ出力がＢＲＭ５４に置数される。従って、ＢＲＭ５４からの出力パルスの数は、積分時間とΔＸの正規化された値ΔＸ′との両方の関数となる。代数的に表現すると、パルス出カニパルス人カ拳ΔＸ’／２”第３図の実施例ではｎ　＝　１０、すなわちΔＸ′は１０ビツト２進数であるため、パルス　−パルス入力・ΔＸ’／１０２４出力前述のように、入力パルスの数、パルス入力は、積分時間の関数であり、積分時間は正規化シフト数の関数である。

これら種々のパラメータの間の関係は表ＩＩを見ることにより、良く理解てきる。この表の第１の列は与えられたΔＸを正規化するのに必要な左シフトの数を表わしている。第２の列は正規化乗数、すなわち左へのシフトすることによって２のべき乗を乗算した数を示している。

第３の列（ｒ：ｉ正規化シフトの数に対応した積分時間を示している（時間は２０ＭＩＩｚ　のクロック周波数の時の例である）。第４の列ｉｄ　Ｂ　ＲＭ　５４への入力パルスの数（パルス入力）ｆ：、示している（すなわち、対応する積分時間中にクロックパルス発生器４７で発生するクロックパルスの数）。最後の列は、ＢＲＭ内のΔＸ′に対する乗数（すなわち比　パルス入力／１０２４）を表わしている。

０　１　５１．２（Ｅ９）　１０２４　’　１２　４　１２．８　２５６　１／４３　８　６．４　１２８　１／８４　１６　３．２　６４　１／１６５　３２　１６　３２　１／３２６　６４　．８　１６　１／６４７　１２８　．４　８　１／１２８８　２５６　．２　４　１／２５６９　５１２　．１（Ｅｏ）　２　１１５１２表■かられかるように、ＢＲ，Ｍ５４は、ΔＸに乗算したのと同じ数でΔＸ′を除算する働きをする。よってＢＲＭ５４は本質的にΔｘ”ｉ”逆正規化″する働きをし、ＢＲ，Ｍ５４の出力はΔＸに等しい。Ｂ　）ｔ、Ｍ　５４の出力はアンドゲート５７ｆ：介して位置レジスタ４２へ印加されている。ゲート５７の他の入力には信号ＬＩ）ＥＮが印加さｎており、ライトペンの操作がない限りケート５７が付勢される。

ライトペンを使用していないものとすると、ＢＲＭ５４からの出力パルスは位置レジスタ４２をΔＸに等しい量だけ増分させる。位置レジスタ４２に蓄えられたいた数゛はベクトルの開始点のＸ座標（例えば第２図のＸ＋）であるため、Ｘ位置レジスタに結果として蓄えられる数はベクトルの終点のＸ座標（例えば納２図のＸ２　）となる。

位置レジスタ４２はパルス毎に増分される。従って、位置レジスタ内の計数値は、ビームがスクリーン上の１革位だけ移動すると１だけ変化する。いいかえれば、位置レジスタ４２内の計数値は、ベクトルを掃引中のビームのＸ座標位置に正確に一致してこれを追跡している。

ここでライトペンが接触されると、ゲート５７が消勢され、位置レジスタ４２へのパルス流が止シ、レジスタの内容はライトペンが接触した位置のＸ座標に凍結される。

端逸脱はビームか１０２４×１０２４格子の境界を横ぎる時に生じる。これが起こると、位置レジスタ４２の計数値は１０２３より大きくなり、レジスタからのオーバフローう、生じる。このオーバフロー状態はインターフェイス装ｆ＊＋７６をブｒして計算機１７に知らされ、これによってｍ正動・作を取ることがてきる。

以上の説明は正のベクトルの発生に関するものであった。しかし負のベクトルの発生も全く同様である。このような発生には、１つの符号ヒツトと１　″の補数の論理を用−いれは良い。捷だ、位置レジスタ４２に対し順肘数／逆計数の制御を行う。順／逆計数の場合、端逸脱は位置レジスタ４２からのアンタフロー又はオーバフローＫＬつて知らさｎる。

こ５で、ベクトル５３（第４図）の掃引を例に、動作の完全な１サイクルについて述べる。これまでＸ機能のみについて説明したｘ　（ｙ）形の装＠について、ＸとＹの両方について述べ例えば、Ｘ位置レジスタ４２及びＹ位置レジスタ４２のように参照する。

第３図疋戻、９、ＣＲＴのビーム２６がオフで、スイッチ４１が開でスイッチ３１が閉てあり、計算機１γはインターフェイス１６を介してＸＩ及びＹｌの値６２７及び７３１を最初にＸ及びＹ位置レジスタ４２へ書込む。

Ｘ及びＹ位置ＤＡＣ２γ（’！：これらのデジタル値をアナログ信号に変換して演算増幅器３２を介して偏向コイル１２に印加し、ビームを開始点（６２７，７３１）に偏向させる。

計算機１７Ｖ；ｉ、ビーム２６がこの開始点（６２７，７３１）の位置に整定する時間遅延の後、Δ■及びΔＹ７　を正規化回路４３に書込む。その結果、ＪＸ又はΔＹの６　最上位ビットに１が現れる壕で左シフトが後われる。前述のようにベクトル５３の場合には、ＪＸは：）　００００００００１０に等しく、ΔＹは０００００００１００に９　等しい。従って、ΔＹ倍信号最上位ビットが１に・なるま晶　て７回の左シフトが行われる。ＪＸ及びΔＹの正規化さ十　れた値 ΔＸ′及びΔＹ′はそれぞれ０１００００００００及よ　び１０００００００００に等しい。

正規化された値ΔＸ′及びΔＹ′はベクトルＤＡＣ３８及び８１Ｍ５４に同時に印加される。′また同時にシＬ　フト数７が正規化回路４３から時間選択器４４に印加さ９　れ、積分時間が選択される。正規化処理にニジ、ΔＸ及ｊ　びΔＹに７だけシフトしているため、選択された積分時腎　間は最大値の１／１２８になる。すなわち時間Ｅｌが選択される（前記の表Ｕ参照）。

′　計算機１７は次に開始信号をゲート５６に送り、積分期間を開始させる。この時、計算機１７はＣＲＴ１３の２　ビーム２６をオンにする。同時に、時間選択器４４の制御のもとてスイッチ４１が閉となシ、スイッチ３１が開７　になってベクトルＤＡ０３８のアナログ出力が演算増幅器３２に印加される。この増幅器はここでに積分器として動作する。積分が進むと、ベクトル５３がＣＲＴ１３のスクリーン２１上に引かれ、やがて積分器ＩＳＡ］が終了する。

積分器ｎ？ｌの開始時において、ケート５６も付勢され、クロック流がＢ　ＲＭ　５４へ印加さｆる。よって、８１Ｍ５４は式　パルス出カニパルス入カ・Ｍ／１０２４に従って位置レジスタにパルスを出力し、レジスタはビーム２６か（！　Ｉｔ　Ｔの１０２４×１０２４の格子の各単位を通過する度に１だけ増分される。よって、レジスタ４２内の計数千１ｉ＋は積分中のビームの実際の位置を表わしている。こ’７）ｊ＆’　Ｉｉ！ｊ　’ｊ’　Ｋライトペンの接痩・があると、レジスタ４２内の泪数値は接触のあった座標を示すことになる。接触があると、ゲート５７が消勢され、レジスタ４２の内容はライトペンの座標に凍結される。同様に、レジスタ４２からのオーバフロー又はアンタフローがあると、端逸脱であり、やはクレシスタが凍結される。

ライトペンの接触が無かったものとすると、ベクトル５３の場合Ｘ’ＢＲ，Ｍ５４は２ケのパルスを出力し、ＹＢ　Ｉｔ　Ｍ　５４は４ケのパルスを出力する。

従って、積分の開始時に６２７であったＸレジスタ４２の内容は６２９になり、最初７３１に等し妙・つたＹレジスタの値は７３５になる。

選択された積分時間、この場合Ｅ２、が経過すると積分が終了する。この時、ゲート５６が消勢されてＢＲＭの３１数が終了するとともに、スイッチ３１が閉じらｎて積分器■が終了し、スイッチ４１が開になってビームは位（１′−レジスタに蓄えられている値、−ｆなわちＸ２＝６２９及びＹ２＝７３５の位置に保持される。ここで、システムは、保持された位置又は新しい位置から開始する別のベクトルを引くことができる。

脣７、Ｂ訪８−５０００４０（９）国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】１．　アナログ偏向信号をディスプレイ装Ｋ（２１）に印加してｆｆ発生ビーム（２６）を該ディスプレイ装置の表面上で偏向させることによってベクトルを描き、１だベクトルの開始点の平面座標を定義する第１のデジタル語（Ｘ、Ｙ）と該開始点からのベクトルの変位を定義する第２のデジタル語（ΔＸ、ΔＹ）とによってベクトルが定義される形式の計算機グラフィックシステムでベクトルを描くために、（ａ）　該第１のデジタル語を第１のアナログ信号に変換（ｊ７　）して該像発生ビームを描くべきベクトルの該開始点に偏向させることと、（ｂ）　該第２のデジタル語を第２のアナログ信号に変換（２８）して該像発生ビームを該開始点から描くべきベクトルの終端点の方向に偏向させることとを含む方法において、（ｃ）　該像発生ビームがベクトルの該開始点から該終端点に向って動かされている時に該像発生ビームの瞬時位置の座標のデジタル値を提供する（４２）ことを特徴とする方法。２、　アナログ偏向信号をディスプレイ装置に印加して像発生ビームを該ディスプレイ装置の表面上で偏向させることによってベクトルを描き、またベクトルの開始点の冊′面厘櫻を定義する縞１のデジタル語と該開始点刀・らのベクトルが定義される形式の計算機・グラフィックシステムでベクトルを描くために、（ａ）　該第１のデジタル語を扼１のアナログ信号に変換して該像発生ビームを描くべきベクトルの該開始点に偏向させることを含む方法において、（ｂ）　該第２のデジタル語を正規化された掃引速度を表わす値に正規化（４３）することと、（ｃ）該概２のデジタル語の該正規化された値を第２のアナログ電圧に変換（３８）Ｌ、該像発生ビームを該開始点からベクトルの終端点に向って正規化された速度で偏向させることと、（ｄ）正規化ステップによって決せる時間間隔の後に掃引を終了（４４，５６）することと、（ｅ）　該像発生ビームがベクトルの該開始点から該終端点に向って動かされている時に該像発生ビームの瞬時位置の座標のデジタルイ「を提供（４２）することとを特徴とする方法。３　上記第２項に従い、該第１のデジタル語をそれぞれのレジスタに蓄えること行う方法において、ステップ（，１でパルスを該レジスタに印加してそこに蓄えられた該語の大きさを変化させ該大きさによって該ビームの瞬時位置を辰わすことを特徴とする方法。４、上記第３項の方法において、該ディスプレイ装置の赤面における光束を検出（１９）　Ｌ、該像発生ビームが該光束の位置に到達すると該レジスタへのパルスの印加を停止（５７）するステップを特徴とする方法。５．上記第３項の方法において、該レジスタの任意の１つがオーバフロー又はアンタフローした時に該レジスタへのパルスの印加を停止することを特徴とする方法。６　上記第３又は４項の方法において、該第２のデジタル語に対して正規化因子へを乗算することによって該語を正規化することと、Ｐか発生するパルス数、Ｋが定数、Ｎが該正規化因子、であるとする時に、発生するパルス数が関係Ｐ＝に／Ｎ（（従うようにパルス列を発生することと、正規化された第２の語の各々と該パルス列とを各座標ごとに２進速度乗算器に印加し、Ｐｏが出力パルス数、Ｐｌが該パルス列内のパルス数、Ｍが藷正規化された第２のデジタル語の領、ｎが５正規化された第２の語内のヒツト数、の関係によって該２進速度乗算器からの出力が法定さｎ該２進速度乗算器の各々からの出力を該レジスタに印加してそのＨ」数値すなわちそこに蓄えられている語の大２５きさ′ｆｆ：変化させることとを特徴とする方法。７、　アナログ偏向信号をディスプレイ装置（１３）に印加して像発生ビーム（２６）を該ディスプレイ装置の表面上で偏向させることによってベクトルを描き、捷だベクトルの開始点の平面座標を定義する第１のデジタル語と該開始点からのベクトルの変位を定義する第２のデジタル語とＫよってベクトルが定義される形式の計算機グラフィックシステムで用いるために、（ａ）　該像発生ビームを描くべきベクトルの該開始点に偏向させるためＫｊＦ第１のデジタル語を受信して該語を第１のアナログ信号に変換する手段（２７）と、（ｂｌ　該像発生ビームを款開始点から描くべきベクトルの終□端点の方向に偏向させるために該第２のデジタル語を受信し該語を第２のアナログ信号に変換する手段（４２）とを含んでいるベクトル発生器において、（ｃｔ　該像発生ビームがベクトルの該開始点から該終端点に向って動かされている時に該像発生ビームの瞬時位置の座標のデジタル値を発生する手段（４２）を特徴とするベクトル発生器。８、　アナログ偏向信号をディスプレイ装置に印加して像発生ビームを該ディスプレイ装置の表面上で偏向させることによってベクトルを描き、またベクトルの開始点の平面座標を定義する第１のデジタル語と該開始点からのベクトルの変位を定義する第２ちデジタル語とによってベクトルが定義される形式の計算技グラフィックシステムで用いる１こめに、（ａｌ　該像発生ビームを描くべきベクトルの該開始点に偏向させるためｌ／ｌｃ該第１のデジタル語を受信して該語を第１のアナログ信号に変換する手段を含んでいるベクトル発／４１器において、（ｂ）　ｇ第２のデジタル語を受信し該第２の語を正規化された掃引速度を表わす僅に正規化する手段（４３）と、（ｃｌ　該像発生ビームを該開始点からベクトルの終端点に向って正規化された速度て偏向させるために該第２のデジタル語の正規化された該値を第２のアナログ電圧に変換する手段（３８）と、（ｄ）　ベクトルの掃引を開始し所定の該変位が達成されるよう選択された時間の後に該掃引を終了するための手段（−４４，３１，４１）と、（ｅｌ　該像発生ビームがベクトルの該開始点から該終端点に向って動かされている時に該像発生ビームの瞬時位置の座標のデジタル値を発生する手段（４２）とを特徴とするベクトル発生器。９、　上記第８項のベクトル発生面において、該手段（ａ）が該第１のデジタル語を受信して蓄積するためのそれぞれのレジスタを含み、また該手段（ｅ）がベクトルの掃引中に動作して該レジスタに蓄えられた該語の大きさを変化させ該大きさによって該ビームの瞬時位置を表わすベクトル発生器。１０　上記第９項のベクトル発生器において、該手段ｔｂ＋が該朱２のデジタル語に正規化因子Ｎを乗算すること（でよって該語を正規化することと、Ｐが発生するパルス数、Ｋが定数、Ｎが該正規化因子、であるとする時に、発生するパルス数が関係Ｐ＝に／Ｎに従うようにパルス列を発生する手段が設けら扛ていることと、該手段（ｅ）がそれぞれの座標に対して２進速度乗算器を含み、該２進速度乗算器の各々の第１の入力が該パルス発生手段に接続されてそこからの入力パルスを受信し、第２の入力が該手段（ｂｌに接続されてそこから正規化された第２のデジタル語を受信し、また出力が該手段（ａ）の１つの該レジスタに接続されてＰ　が出力パルス数、Ｐｉ　が入力パルス数、Ｍが該２進速度乗算器に印加される該正規化された第２のデジタル語の値、ｎが該正規化さ扛た第２のデジタル語のヒツト数、であるとする時にＰＯ−Ｐｌ・Ｍ／２ｎに従った田カパルスを印加することを特徴とするベクトル発生器。１１　上記第１０項のベクトル発生器において、該手段（ｂｌが形量２のデジタル語の一方の最上位ビアトが２進の”　１　”になるまで該語の各々を一度に１ビツトずつ左にシフトするための手段を含み、Ｓが左方向へのシフト数とする時に該正規化因子Ｎ力・２８に笠しいことを特徴とするベクトル発生器。１２　上記第１１項のベクトル発生器において、クロックパルス発生器（４７）と、該クロックパルス発生器に接続されてこれ１でよって１駆動され、前段の２倍の時間長を持つタイミング信号を発生するように直列＆続された２分周回路段（４６）の連鎖と、該シフト手段の出力に応動し該タイミング信号の特定の１つを選択する手段（４９）と、選択された該タイミング信号に応動し手段（ｄｌを駆動してベクトルの掃引を開始し終了するための手段とを特徴とするベクトル発生器。１３　上記第１２項のベクトル発生器において、該パルス列発生手段が、該クロックパルス発生器と該逆捩されたタイミング信号とに応動し該選択されたタイミング信号中に発生するクロックパルスのみを送出するためのケート（５６）を含んでいることを特徴とするベクトル発生器。