JPS62192875A - 図形表示装置 - Google Patents

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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、例えばホスト計算機に接続して、電力系統図
等の図形表示を行うものであり、特にスクロール機能を
備えた図形表示装置に関する乙のである。

Ｂ９発明の概要 本発明は、管面の画素数より大きい画素集合をもった複
数のプレーンよりなるフレームバッファを有し、指定さ
れたスクロール方向によって管面対応領域をプレーン上
で移動し、これによりスクロールを実行する図形表示装
置において、複数のスクロール方向指定入力を用い、そ
のいずれを選択するかによって各プレーンのスクロール
の可否の組み合わせを決定し、スクロール可と決定され
たプレーンについてのみスクロールを行うことによって
、 各プレーンの各々についてのスクロール可否ヲテーブル
によって決定すると共に、各プレーン毎に固有の管面対
応領域を設定することによって、重合わせて表示された
図形のうちの特定の図形のみをスクロールできるように
したものである。

Ｃ１従来の技術及び 発明が解決しようとする問題点 本明細書で使用する略語の定義は次の通りである。

・）ＩＩＦ’、、　　　ホスト・インターフェース。

・ＳＢ、、、、セグメント・バッファ。

・ＭＴＸ、、、マトリクス演算器。行列演算器。

・ＣＬＰ、、、クリッピング器。

・ＤＤＡ、、、ディジタル微分解析器。ディジタル・ベ
クタ・ジェネレータ。

・ＦＢ、、、、フレーム・バッファ。

・ＬＴ、、、、ルックアップ・テーブル。別名カラーマ
ツプ。

・ＩＭ、、、、インプット・マシン。入力装置。

・ＶＩＰ、、、　ビデオ・インターフェース。

・ＴＢ、、、、テーブル。

・ＡＤ、、、　、アドレス。

°Ｐｎ・・・・プレーンｎｏ（ｎは０以上の整数）図形
表示装置（グラフィックＣＲＴ）は、従来からＣＡＤ、
ＣＡＭ、ＣＡＥ等の分野で、ホスト計算機に接続して図
形（文字を含む）表示を行なう端末として多く使用され
ている。また、ワークステーション等のように汎用業務
処理を行なうホスト計算機と物理的に一体化して図形表
示処理を担当するような装置もある。最近では、広い領
域に敷設した設備の監視、制御を行なうオンラインシス
テムや図面管理システムにおいて、設備図面を表示する
端末装置とする利用分野が増加してきている。

このような状況において、様々な汎用業務を行なうホス
ト計算機の負荷を軽減し表示処理の応答性を向上するこ
とが要求され、図形表示装置のインテリジェンス化が進
む傾向がある。すなわち、図形表示のほとんど機能を図
形表示装置が行なうのである。以下、第４図に示す構成
での図形表示装置を詳細に説明する。

まず、図形表示装置ｌには、ホスト計算機とのデータ送
受信を行なうホスト・インターフェース（ＨＩＰ）があ
る。ＨＩＰは、ホスト計算機からの各種表示指示や図形
情報を受信し表示プロセッサ（ＣＰＵ）に伝える。また
、ホスト計算機からの要求により、各種表示関連情報を
ＣＰＵから受けてホスト計算機に送信する。

ＳＲは、記述表現（数、値、記号）の図形情報を格納す
るメモリである。当該図形情報は、階層構造で管理され
る。最下層は、具体的な図形実体（表示図形形状１位置
座標１表示色等）である。これらの上位には、個々の図
形実体についての各種属性（可視属性、検出属性等）情
報がある。なお、図形実体の位置座標は、管面上の画素
位置を直接示すものではなく、仮想的な大画面における
座標いわゆるワールド座標といわれるものである。

このＳＢ内に格納する図形情報に対して、表示要求され
る範囲（ワールド座標値により定まる方形の領域）の図
形情報の切り出しが行なわれる。

この切り出し処理には、表示図形の平行移動や回転変換
を行なうマトリクス演算器（ＭＴＸ）、ＣＲＴモニタ（
ＣＲＴ）に対応する表示可能な領域をはみ出す部分を除
去するクリッピング器（ＣＬＰ）等が用意されている。

さらに、切り出した記述表現の図形情報の線分を、当該
表示位置座標よりそれに対応するフレームバッファ（Ｆ
Ｂ）上のビットのＯＮ　／　ＯＦ　Ｆ　＠報に展開する
デイノタル微分解析器（ＤＤＡ）が用意される。

ＦＢは、ＣＲＴの管面の各画素に１対１に対応するビッ
トを少なくとも管面の画素数に対応する程度に持つメモ
リである。カラー表示では、複数枚のメモリ・プレーン
を有し、各プレーンにおいて同一画素に対応するビット
の集合を並べて列データとするものを当該ビットに対応
する画素の色コードとしている。さらに、近年では、色
コードを予め格納しておくルックアップテーブル（ＬＴ
）。

別名カラーマツプを有し、前記のビットの列データをア
ドレスとし、ＬＴにおける当該アドレスの内容を読み出
し、対応画素の色コードとする図形表示装置が主流にな
っている。このような図形表示装置でぼ、重合わせ優先
表示が可能となる。すなわち、まずＦＢの各プレーンに
ついて優先順位を定め、同様に表示させたい各図形につ
いて重合わＵｏた時にどれを優先させて表示するかを示
す優先順位を定めておく。つぎに、各ＬＴアドレスにつ
いてそのビット内容がオンになっているビットに対応す
るプレーンの組み合わせの中で最優先順位のプレーンに
展開する図形の表示色コードを当該アドレスのＬＴ部分
に格納しておく。そして、ＳＢから表示範囲の図形を切
り出し、各図形をその優先順位に対応するＦＢのプレー
ンにビット展開する。一方、各プレーンにおけるいくつ
かの図形が重なった場合その重なった部分の画素に対応
するビット列をアドレスとしてＬＴが参照されるが、当
該アドレス部にはアドレスの「オン」ビットに対応する
プレーンの図形集合が重なった場合の最優先表示図形の
色コードが予め格納されているので、重合わせ優先表示
が実現される。第５図において説明する。表示図形・、
ム、■があり、重合わせ優先表示の優先順位も高いほう
からこの順とする。またその表示色は、赤、緑、青とす
る。

ＦＢのプレーンの優先順位は、高い方からＰ２．　Ｐｉ
。

ＰＯの順とする。表示図形・、ム、■は、それぞれＰ２
．　Ｐｉ、　ＰＯにビット展開するものとする。ＦＢの
各プレーンから読み出された１つの画素に対応するビッ
トの集合は、高位からＰ２．　Ｐｉ、　ＰＯの順に並べ
られ、ＬＴの参照アドレスとなるものとする。

下記に各画素において図形の重なる組み合わせとそれに
対応するＬＴ参照アドレスと当該アドレスのＬ　Ｔ内容
を示す。（アドレスのビット内容が×の箇所は、０／１
どちらでもよいことを表わす。）〈図形型なり組み合わ
せ＞　　　＜ＬＴ参照アドレス＞　　　＜ＬＴ内容〉１
、・、ム、■　ＩＸＸ赤 ２、・、ム　　　　　　　　　　同上　　　　　　　同
上３、・　　　　　　　　　　　　　同上　　　　　　
　同上４、ム、ＩＩ　　Ｏ１ｘ緑 ５、　　ム　　　　　　　　　　同上　　　　　　　同
上６、■　００１青 ７、重なりなし　　　　　　　　０００　　　　　　背
景色また、図にも図形型なり組み合わせを示す。線分に
囲まれた面に記載されている数字は、上記の図形型なり
組み合わせに付けられた番号である。以上により管面に
表示される画面は、図のとおりである。

ＬＴは、Ｒ，Ｇ、Ｈの基本３原色についての輝度を格納
しておくテーブルである。各アドレスに格納されたＲ、
Ｇ、Ｈの各輝度色の合成により、固有の色が表現される
。

ビデオインターフェース（ＶＩＰ）は、ＦＢの内容を読
み出して各画素に対応するビット列をアドレスとしそれ
によりＬＴの色コードを読み出してＣＲＴへのビデオ信
号（Ｒ，Ｇ、Ｂ、セパレート。

コンポジット）を発生させること、およびＣｒ（Ｔへの
同期信号（垂直同期信号：Ｖ　Ｄ　、水平同期信号：Ｈ
Ｄ）を発生させることを行なう。これらの動作は、ＣＰ
Ｕの制御からは独立し、常に高速かつサイクリックに実
行している。ビデオ信号発生までのメカニズムを第６図
を用いて説明する。ＶｒＦは、ＦＢの各プレーンに対し
ある画素に対応するビットのアドレス（Ｆ’ＢＡＤ）を
発生させる。これにより読み出されたビット内容は、各
々定められた位置に並べられてＬＴ参照アドレスが作成
される。このＬＴ参照アドレスにより該当するＬＴの内
容をＲ，Ｇ、Ｂ単位に読み出す。読み出された内容をＤ
−Ａ変換器に送る。ここでＤ−Ａ変換され、各々Ｒ，Ｇ
、Ｂビデオ信号を発生する。以上の処理を画素の並び順
に次々に行なうのである。

これらは超高速かつサイクリックに実行されるので、人
間の見た目には、残像現象にも助けられて１枚の画面と
して見えるのである。

ＣＲＴは、ラスクスキャン表示方式によりリフレッシュ
描画を行なうものである。すなわち、各画素についての
Ｒ９Ｇ、Ｂビデオ信号をうけて、それに対応する強さの
電子ビームを蛍光面の画素位置に放射し、各輝度で発光
するｒ（、Ｇ、Ｈの蛍光点の色の合成により様々な色を
表示する。また、画素の指定すなわちビームの放射位置
は、水平同期信号、垂直同期信号により制御する。すな
わち、画面上の左上から横方向に電子ビームを走査し、
順次右下まで必要な本数の走査線を１秒間に３０〜６０
回作るのである。３０〜６０回という数値は、垂直走査
層ＩｊＬｒ／ｉ（リフレッシュ・レート）と呼ばれ、一
般的には、ちらつきを生じない範囲で下限に近い数値が
設定される。

ＣＰＵは、ホスト計算機やＩＭからの入力情報を解析し
実行するものである。ただし、具体的な処理は各専用処
理器（ＭＴＸ、ＣＬＰ、ＶＩｒ’等）がほとんど行ない
、実際にはそれらの制御を行なうことが多い。

入力袋’１４　（Ｉ　Ｍ　）は、オペレータから図形表
示装置に対する各種情報の入力操作を行なうものである
。用途に応じて多種多用なものがある。標準的には、キ
ーボードがある。座標値を入力する装置としては、ディ
ジタイザ、タブレット等かある。

また、管面上で図形やカーソルを移動さＵ゛るものとし
ては、ジョイスティック、トラックボール等がある。

さて、上記の図形表示装置において、ＳＢから表示範囲
の図形情報を切り出し、ＦＢ上にビット情報として展開
するのはかなり時間を要する。切り出す図形情報量にも
よるが、前述の地図トに描かれる設備管理図面等は単位
表示面積あたり相当量の情報であり、大変時間を要する
。現在実用化されている最高速のものでも、速い図面で
数秒かかる。一般的なシステムでは、士数秒から数十秒
が普通である。一方。ワールド座標の概念を応用し−Ｃ
８Ｂに管面よりはるかに広い図面の図形情報を格納し、
必要部分を切り出して表示−３−うとい・）要求がある
。この際、既に表示しでいる領域より４側を見るには、
たとえ既表示領域の近隣であろうとＦＢをクリアーし該
当領域をＳＢから切り出ｊ　ｉ７Ｆ　Ｂに再度ビット展
開１．なくてはならない。

これでは、近隣部分を見るだけであるのに一旦消去され
て再び表示しかつ速くても数秒を・要する。

すなわち、消去という衝撃を与えて人間の注視行為を中
断し、またその中断時間が長く生理的に焦燥、ストレス
をきた才。これでは、応答性がよく扱いやすい図形表示
装置とは言えないものであった１ｊ 近年、上記の問題点を解決するために、管面の画素数よ
りはるかに大きい画素集合の画面に対応するピット数を
持つプレーンで構成す・ｌＳＦ　Ｂを存し、プレーンに
設定された管面の表示領域に対応する方形部分（管面対
応領域）のビット内容のみ読み出して表示可能にし、そ
の管面対応領域をＩＭから入力するスクロール方向によ
りプレーン上で自由に移動させることによって、スクロ
ール表示を実現している図形表示装置が実用化されてい
る。３このメカニズムについて第７図の例により説明す
る。１Ｍ２からスクロール方向の入力があると、移動座
標計算処理部３により、管面対応領域座標ＴＢ４から現
在の管面対応領域の座標を読み出し、スクロール方向と
定められた単位移動用とにより移動すべき管面対応領域
の座標を計算し、それを新たな管面対応領域座標として
設定する。・方、ＶＩＦ’５は、それらの計算処理とは
独立して゛、その時点における管面対応領域座標で決定
子る各プレーン上の方形領域のビット内容を読み出して
ＬＴ参照アドレスを作成し、当該アドレスのＬ　Ｔ内容
を読み出して対応するＲ、Ｇ、Ｂビデオ信号を発生する
処理を高速にザイクリックに行なっている。スクロール
方向の入力が連続してあれば、それにつれてプレーン上
の管面対応領域ら連続的に移動し、管面上では画面がス
クロールして見えるのである。第７図の画面例では、ス
クロール方向入力により、ＦＢのプ１．−ンにおける破
線で描かれた管面対応領域から一点鎖線で描かれた管面
対応領域へ移動する場合を姑している。、こ（″）場合
、管面」二では、図のアからイのように表示内容が変化
−１〜る。オなかも、画面う＼ｔＩ三得めト６フｊ向に
スクロ−ルして見えるのである。このスクロール機能に
より、管面より広域な図面において管面の表示領域の近
隣範囲を見るのに大変容易かつスムーズに行なえ、マン
・マシン機能、性能を向上させている。

しかし、このスクロール機能では、ＦＢの各プレーン上
の管面対応領域座標はすべて共通であるので、全プレー
ンの管面対応領域が同様に移動してしまう。すなわち、
プレーン上のものは同様にスクロールしてしまうのであ
る。これは、場合によってはスクロールさせたくないプ
レーン上の表示物もあり、都合が悪い。また、各プレー
ン上の図形が重なる部分において、優先順位の低い図形
の部分はスクロールしている限り見ることができない。

それを見るには、重なっている部分において当該図形よ
り優先順位の高い図形を消去するが重なり部分をずらし
て再表示するしかない。しかしながら優先順位の高い図
形を消去することは重合わせて同時に見たいという要求
に反する。また、再表示することは時間を要し、マン・
マシン性能が劣る。第８図に例を示す。地中線路図を表
示し、その上に機器結線図のウィンドウ表示とオペレー
ション・メツセージを重合わせ優先表示を施したもので
ある。プレーンＰ２には機器結線図とオペレーション・
メツセージ、プレーンＰＬには機器結線図の窓面、プレ
ーンＰＯには地中線路図をビット展開しである。Ｆ’Ｈ
の各プレーンから読み出された１つの画素に対応するビ
ットの集合は、高位からＰ２．　ＰＩ、　ＰＯの順に並
べられ、ＬＴの参照アドレスとなる。ＬＴの各アドレス
の内容は、優先表示のために図に示すようになっている
。ここで、各プレーンに設定されている管面対応領域を
破線で囲まれる箇所から一点鎖線で囲まれる箇所へ移動
する場合を考える。この移動を実行すると、管面表示の
変化は図で示すとおりである。すなわち、機器結線図や
オペレーション・メツセージも含め全体がスクロールし
てしまう。この場合問題となるのは、機器結線図等のウ
ィンドウは管面の特定位置に固定表示しておきたいとい
う場合にその要求に反すること、同様にオペレーション
・メツセージは管面の最下行に固定表示する要求（図形
表示装置を使用するシステムでは主流の考え方である）
に反すること、機器結線図のウィンドウと重なる地中線
路図部分がスクロールしても見えないこと（それを見る
には、機器結線図およびウィンドウを消去するか、機器
結線図、ウィンドウと地中線路図の重なる箇所がずれる
ようにして再表示するしかない）である。以上、繰り返
しになるが、このようなスクロール機能により発生する
マン・マシン上の問題点を要約すると以下のとおりであ
る。

（１）　　重合わせ表示をする際、すべてのプレーン上
の図形が同一にスクロールしてしまうので、スクロール
させたくないプレーン上の図形までスクロールしてしま
う。

（２）重合わせ表示する際、特定のプレーンだけスクロ
ールするということができないので、重なった図形群の
うち優先順位が最高なもの以外の図形の重なり部分をス
クロールしては見ることができない。

本発明は、このような問題点を解決することを目的とす
るものである。

Ｉ〕　問題点を解決するための手段及び作用本発明のメ
カニズムを第１図に示す。

まず各プレーン単位に独立して管面対応領域を設定する
ための管面対応領域座標ＴＢ６を設け、このＴＢ６は、
従来各プレーンで共通であった管面対応領域座標のＴＢ
に代わるものである。このＴ　Ｉ３６の各要素は各プレ
ーンに対応し、固有の管面対応領域座標を格納するもの
である。格納する管面対応領域座標は、少なくとも方形
の１つの起点を示すものである。例えば、管面の縦横の
画素数は固定しているので、方形の１つの頂点の座標で
もよい。また、座標はプレーン上のＸ−Ｙ座標値でもよ
く、直接プレーン上のビットのアドレスであってもよい
。要するにプレーンにおいて管面の全画素に対応する全
ビットを特定できるものであればよい。なお当該ＴＢ６
は、書き込み読み出し可能であるものである。

つぎに各プレーン単位に独立してスクロールの可否を設
定できるスクロール可否ＴＢ７を新に設ける。これは、
１Ｍ２からのスクロール方向入力がある際に管面対応領
域座標をそれに対応させて移動するか固定したままにし
ておくかを決定するものである。ＴＢ７の各要素はプレ
ーンに対応し、その内容は当該プレーンのスクロールの
可否を示すものである。この内容は事前に設定しておく
。

なお、当該ＴＢ７は書き込み読み出し可能であるもので
ある。

さらに、１Ｍ２からスクロール方向の入力があると、ス
クロール可否ＴＢ７を参照してスクロール可のプレーン
を認識し、スクロール方向と当該プレーンの現在の管面
対応領域座標より移動座標を計算し、その値を管面対応
領域座標ＴＢ６に再び格納する移動座標計算処理部３を
有する。この移動座標計算処理部３の計算方法について
は、１つのスクロール方向入力に対し管面対応領域の移
動債は全プレーンに共通であるので、まず移動歯の計算
をし、つぎにその移動歯を各スクロール可のプレーンの
管面対応領域の座標値に加減算するのが基本的な計算方
法である。

一方、５は画像処理部としてのＶＩＰであり、このＶＩ
Ｐ５は、管面対応領域座標ＴＢ６を読み出して各プレー
ンの固有な管面対応領域を認識し、各プレーンに対し同
一画素に対応するビットについての固有の読み出しアド
レスを同期して送出しその内容を読み出す機能を有する
。従来では、各プレーンの管面対応領域座標は同一であ
り、従って１つの画素に対応する各プレーン上のビット
のアドレスも同一でよかった。本機能は、従来機能が各
プレーン単位に独立して働きながらも同期して処理を行
なうものと考えてもよい。さて、読み出された画素に対
応するビット列をＬＴ参照アドレスとしてＬＴの内容を
読みＤ−Ａ変換してＲ２Ｇ、Ｂ信号を発生するまでの処
理は、従来と同様である。もちろん、これらの処理は高
速かつサイクリックに実行される。これらの処理により
各プレーンにおいて異なる座標の管面対応領域てら重合
わせ表示が可能になるのである。

以上のメカニズムにより、ＩＭからスクロール方向の入
力があると予め設定されているスクロール可のプレーン
のみの管面対応領域を移動させ、その際移動速度よりは
るかに高速に管面対応領域の内容を表示するので、管面
ではスクロールして見えるのである。

Ｅ　実施例 本発明の実施例においては、第８図のような図形をビッ
ト展開した３枚のプレーンでＦＢを構成し、同図のよう
なＬＴを持ち、各プレーンから１つの画素について読み
出されたビット列の並べ方も同様とする。ここで、やは
り同図のように破線で示す管面対応領域が設定されてお
り、スクロール方向の入力により一点鎖線で示す箇所に
移動する場合を考える。この時、第２図に示すようにス
クロール可否ＴＢが設定されているとする。スクロール
否であるプレーンＰ２．　ＰＬには機器結線図。

ウィンドウ面およびオペレーション・メツセージがヒツ
ト展開されている。よって、地中線路図か展開されてい
るＰＯの管面対応領域が一点鎖線の箇所に移動しても、
Ｐ２．　Ｐｉの管面対応領域は破線部分から動かない。

したがって、管面では第３図のように画面が変化する。

すなわち、機器結線図。

ウィンドウおよびオペレーション・メツセージは固定の
まま、地中線路図のみスクロールして見えるのである。

Ｆ１発明の効果 以上のように本発明によれば、各プレーン毎に固有の管
面対応領域を特定できるようにし、かつテーブルによっ
て予めいずれのプレーンをスクロールするかを決定して
おくため、次のような効果がある。

（１）　　複数のプレーンにおいてビット展開した図形
の優先重合わせ表示をしている際、スクロールさせたい
プレーンのみスクロールし、前記例のような機器結線図
ウィンドウやオペレーション、メツセージ等のように固
定表示しておきたいものをスクロール入力に影響されず
に固定しておくことができる。

（２）重合わせ表示をする際、重なった図形群のうち優
先順位が最高なものの下側に積み重なって見ることがで
きない部分でも、当該部分の図形がビット展開されてい
るプレーンのみをスクロール可に設定してスクロール方
向の入力を行なうことにより、容易かつスムーズに見る
ことができる。

（３）書き変え可のスクロール可否テーブルを設けろこ
とにより、その内容を書き変えてスクロール可のブ１ノ
ーンを自由に指定できるので、要求に柔軟に対応できる
。

（４）書き変え可のスクロール可否テーブルを設けるこ
とにより、その内容を書き変えるだけでスクロール可の
プレーンを容易かつ迅速に切り変えることができる。

以上の効果は、複数枚重た図面のうち見たいものだけを
横に引っ張り出して見るというイメージであり、人間工
学的に見ると日常の人間活動の極く自然な動作を素直に
想像させ、オペレータに容易にかつ親しみを持って受は
入れられるものである。すなわち、非常に優れたマン・
マシン機能および性能を提供するしのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスクロール処理のメカニズムを示す説
明図、第２図はスクロール可否テーブルをボず説明図、
第３図は本発明の実施例のスクロールの様子を示す管面
表示図、第４図はグラフィックＣＲＴの全体構成を示す
ブロック図、第５図は図形重合せの様子を示す説明図、
第６図はビデオ信号発生のメカニズムを示すブロック図
、第７図は従来装置のスクロール処理のメカニズムを示
す説明図、第８図は従来装置のスクロールの様子を示す
説明図である。 ２・・・入力装置、３・・・移動座標計算処理部、５・
・・Ｆデオインターフェース、６・・・管面対応領域座
標７−プル、７・・スクロール可否テーブル。 第２ｖＡ スフ０−シ呵否ＴＢｒに可１１Ｂ 第３図 笈）牝イ鈍めズクローＡ／／１ｍ’ｒの管面多υち面第
５図 図形を台Ｃ！−謀チめ説明部 ア　　　　　　　　　　　　イ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 管面の画素数よりはるかに大きい画素集合の画面に対応
   するビツト数をもつプレーンの複数枚により構成される
   フレームバツフアを有し、スクロール方向指定入力装置
   から入力するスクロール方向によつて、管面対応領域を
   プレーン上で移動し、画像処理部により管面対応領域の
   ビツト内容を読み出して、そのビツト列にもとづくビデ
   オ信号を発生させる図形表示装置において、 各プレーン毎に固有の管面対応領域を設定するための管
   面対応領域座標を格納する管面対応領域座標テーブルと
   、前記プレーンの各々についてのスクロールの可否を示
   す書き変え可能なスクロール可否テーブルと、前記管面
   対応領域座標テーブル及びスクロール可否テーブルを参
   照して、スクロール可のプレーンの管面対応領域座標の
   値をスクロール方向指定入力装置からのスクロール方向
   入力値に応じて更新する移動座標計算処理部とを設けて
   なることを特徴とする図形表示装置。