JPS62256092A - 複雑な多角形を色塗りするためのコンピユ−タグラフイツク装置およびその方法 - 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】 発明の背景 発明の分野 この発明は一般に専用のグラフィックディスプレイブ［
Ｊセッサを用いたコンピュータシステムに関し、特に、
グラフィックディスプレイメモリの複雑な多角形の非多
義的な手順の色塗りのためのコンビュークグラフィック
スコープロセッサにおいて実現に署しく適した強固な装
置および方法にｒｌＱする。

関連技術の説明 あまり複雑でない程度から高度に復雑な程度のコンピュ
ータシステムにおいて、主なコンピュータまたはホスト
プロセッサを、多くの、時間を消費し、専門的なそして
一般に変化しない処理の仕事から解放したいという欲求
がある。たとえば、このような仕事は並列／直列／並列
通信プロトコール変換や、物理的なハードディスクドラ
イブを支持するのに必要とされるハードウェアのイ制御
手順などを含むだろう。結果として、直列通信やマス記
憶ｖｉｉａ１等の専用の機能を指示するために様々なコ
ンビュータコ−プロセッサが開発されてきた。

結果として、ポストはこのような機能を高度の抽象のレ
ベルで処理することが可能になっている。

グラフィックディスプレイ機能の支持はコープロセッサ
応用の別の区域である。従来は、専用のグラフィックメ
モリ区域がホストコンピュータシステム内に設けられて
いた。このグラフインクディスプレイメモリの少なくと
も一部はグラフィックディスプレイ、典型的には、非常
に高い′ＩＲｆ！＆度のＣＲＴにマツプされている。グ
ラフィックディスプレイフープロセッサは典型的には、
線を引く（ｄｒａｗ−１ｉｎｅ＞　（ｘ　Ｉ　Ｖ　＋　
、　Ｘ　７Ｖ　２　）、円を描＜　（ｄｒａｗ−ｃｉｒ
ｃｌｅ）　（ｘｙ、　ｒ　）および箱を描く（ｄｒａｗ
　　ｂｏｘ　＞　　（Ｘ　＋　’ｌ　＋　、　Ｘ　ｚ　
Ｖ　２　、　Ｘ　ｓ　Ｖ　ｓ　。

ＸａＶ４）等の高レベルのコマンドを受入れるように実
現されている。これらの高レベルの命令とそれらととも
に与えられたデータは、グラフイツクコ−プロセッサに
よって処理されてＸおよびｙの数値が一連の対応する画
素のロケーションに変えられ、それからグラフィックデ
ィスプレイメモリ内のデータ記憶［１ケーシヨンのメモ
リアドレスに変えられる。しばしばグラフィックコープ
ロセツサはさらにＣＲＴ上に提示された対応する像をリ
フレッシュするためにグラフィックディスプレイメ［り
の周期的な読取を備えている。こうして、線を描＜（Ｘ
＋Ｖ＋、Ｘ２Ｖ２）等の単一の高レベル命令でさえも、
その線の長さとグラフィックディスプレイメモリ内のそ
の表示の解像度とに依存して、グラフィックディスプレ
イメモリ、１：の何千ものメモリアクセス動作を結果ど
してもたらし得る。

従来は、多角形の色塗り（ｆｉｌｌｉｎｖ　）を指示す
る高レベル命令の取扱いにおいて問題が生じた。

色塗り命令はグラフィックコープロセッサによって合理
的に支持され得る最も複雑な高レベル命令の１９である
。この命令は、実際には色塗りされるぺぎ特定の多角形
の頂点のリストを伴なって、多角・形の頂点のうちから
３個の頂点の組を選択しそれからそれぞれの三角形の区
域の色塗りを行なうことを含むコープロセッナ手順を開
始する１、三角形の色塗りは典型的にはプレゼンハム（
３ｒｅｓｃｎｈａｉ　）のアルゴリズムの実現である。

このアルゴリズムは、その３個の１１７点から知られる
三角形の２辺の４算可能な傾斜を、一般に１画素の幅の
色塗り線の開始と終γの画素のロケーションを連続。

して選択するための基礎として利用する。色塗り線は実
際にはデータを対応するメモリロケーシ」ンに書込むこ
とによってグラフィックディスレイメモリに描かれる。

こうして、三角形の、線ごとの色塗りは新しい開始と終
了の画素ロケーションが各々の色塗り線に補間されて起
こる。

プレゼンハムのアルゴリズムは三角形の色塗りのために
信頼できる方法論を提供するが、多角形の色塗り命令は
、広い範囲の複雑な多角形に対して指示されたどきには
従来のグラフィックコープＯｔ？ツリ゛によっては取扱
えない多義性に遭遇する。

すなわち、窪んだ境界を提示したり、自己の交差する境
界を持ったり、自己の重複する部分を持ったりまたは完
全に取囲まれた１°孔Ｊを含む多角形は、順に色塗りさ
れる三角形の組への単純な分解によっては正確に色塗り
できない。たとえば、凹部の２つの頂点と多角形のいず
れかの第３の頂点を共有する三角形は、それまたはその
いずれかの部分が色塗りされるべきかどうか決定できな
い。

同様に、自己！！！複するかまたは「孔」を表わす複雑
な多角形の部分を考えるときに付加的な多義性に遭遇す
る。すなわち、多角形のその部分を色塗りするべきかど
うか決定するのに多義性が生じる。この決定は色塗りさ
れた多角形の残余の部分から区別されるｍ復した部分を
正しく表示するためにさらに必要とされる。しばしば、
多角形の重複した区域を高い強度の明るさまたは区別で
きる邑の対応する区域で表示することが所望される。

結果として、多くのグラフィックコーブロセッ（ＪはＮ
　Ｍ　＜−を多角形の色塗り命令を実現する試みをしな
いか、または複雑でない多角形への命令を利用すること
を前々とするかのいずれかである６、このようなグラフ
ィックコープロセッサを用いたコンピュータシスデムで
はしたがって、色塗り動作を緊密な細部でなんとか処理
し、その配置された能力のどんなものによっても、複雑
な多角形の近接した境界区域が色塗りされるべきかどう
か、またさらに、高い強度での色塗りが適当であるがど
うかを確めることを要求される。

発明の要約 したがってこの発明の目的は、グラフィックコープロセ
ッサによって自主的に実現可能な、ｍｌな多角形を正確
に色塗りする態様を提供することである。

これはこの発明に従って、ＰＩＩＩｊの頂点の列挙によ
って規定される複雑な多角形の色塗りを指示する命令に
応答するグラフィックコープロセッリ°によって達成さ
れる。コープロセッサは好ましくはそのＰ個の頂点の列
挙から第１の頂点を選択しかつ複雑な多角形をＰ−２個
の三角形の和に分解するための手段を含み、ここで各三
角形は第１の頂点とＰ個の頂点の列挙において表示され
た２つの連続した頂点とを含む。また結果として生じる
Ｐ−２個の三角形の各々のためのセンス値を引出すため
の手段も含まれる。好ましくは、装置はざらに、Ｐ−２
個の三角形の各々によって境界づけられた区域を、その
それぞれのセンス値によって制限される予め定められた
色塗りの量で各々の三角形が色塗りされるようにして塗
るための手段を含む。

こうして、この発明は多角形色塗り命令の自主的な実行
を提供する。

この発明の別の利点は、それが、様々なグラフィックコ
ープロセッサにおいて一般にそこで利用されるグラフィ
ックエンジンの特定の性質から独立して容易に実現され
得る、複雑な多角形を色塗りするための方法論を提供す
ることである。

この発明のさらに別の利点は、それが多角形色塗り命令
の実行において本質的にホストプロセッサの支持を必要
としないことである。

この発明のさらに別の利点は、この発明に従って多角形
色塗り命令を行なうために、さもなければグラフィック
コープロセッサで存在するグラフインクエンジンの段雑
さを増すことを本質的に必要としないということである
。

この発明のざらに別の利点（ユ、従来のグラフィックコ
ープロセッサが多角形の最も簡単なものを色塗りするの
に匹敵するかまたはそれを超える色塗り速度で′ｆｊｉ
雑な多角形の完全に非多義的な色塗りを１２供すること
である。

この発明のこれらおよび他の利点とさらなる特徴は、以
下のこの発明の詳細な説明と添付の図面に関連して考慮
すると明らかとなり、より一層理解されるであろう。図
において同様の数字は図面を通して同様の部分を示す。

好ましい実施例の説明 この発明の好ましい実施例と一致した、グラフィックデ
ィスプレイサブシステム１６を用いたコンピュータシス
デムは、一般に参照数字１０で示され、第１図に示され
る。コンピュータシスデム１０は、グラフィックサブシ
ステム１６に加えて、好ましくはホストプロセッサ１２
と関連のホスｉ・システムメモリ１４を含む。好Ｊ、し
くは、ホスト１２、システムメモリ１４およびグラフィ
ックサブシステム１６は、それぞれのホスト、メモリお
よびグラフィックスナブシスデムバス１９．２０および
２４を介したアドレス、制御およびデータ情報の転送の
ためにシスデムバス１８によって相互に接続されている
。好ましくは、命令およびデータはボスト１２からかま
たはシステムメモリ１４から直接に、適当に確立された
ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）ヂャネルを介して
グラフィックサブシステム１６にソースされる。同様に
、グラフィック丈ブシステム１６によってソースされた
状態の結果とデータとは好ましくはホスト１２に転送さ
れて戻るか、または再び、逆のＤＭＡヂャンネルを介し
てシステムメモリ１４に直接戻って記憶される。

この発明に従えば、グラフィックサブシステム１６は好
ましくはグラフィックコーブロセツザ２２、専用のグラ
フィックディスプレイ２６およびたとえば色索引テーブ
ルを含むビデオアダプタ回路３４を含む。グラフィック
コープロ廿ツリー２２は好ましくは、グラフィック命令
の特定の実行に加えて、多数のビデオ支持機能を行なう
。特に、グラフィックコープロセッサは好ましくはビデ
オ回路３４に、水平および垂直タイミングクロック信号
などの制御信号と、たとえば現在の邑パレットを確立す
るための、データとを提供する。これらの−１１Ｉ’ｌ
ｌおよびデータ信号は制御およびデータライン３２を介
して好ましくはグラフィックコーブロセッリ２２によっ
てビデオ回路３４に与えられる。１ グラフィックコープロセッナ２２はグラフィック命令を
大部分はディスプレイメモリ２６に対して実行する。好
Ｊ：シクは、ディスプレイメモリ２Ｇは各々１２８０Ｘ
１０２４のメモリロケーションの、４つのメモリブレー
ンとして論理的に相識されたランダムアクセスメモリの
専用ブロックである。これらのメモリロケーションはグ
ラフィックコーブロセッ＠ｊ２２によるデータの読出お
よびｍ込のために、ディスプレイメモリ制！２１および
データバス２８を介してアクセス可能である。こうして
、グラフィックコープロセッサ２２は、グラフィック命
令の実行を成し遂げるために必要であるように、ディス
プレイメモリ２６によってストアされたデータを読出し
たり、修正または害込戻したりするだろう。

加えて、ビデオ回路３４はディスプレイメモリ２６から
データを受取る。こうして、グラフィックコーブロヒッ
サ２２の制御ガイダンスのもとで、ビデオ回路３４はデ
ィスプレイメモリ２Ｇから源を発するデータの流れを、
それによって表示される像の更新のために、ビデオデー
タおよび制御ライン３８を介してグラフィックディスプ
レイモニタ３６に周期的に提供する。

第２図を考慮すると、この発明の好ましい実施例に従っ
て設けられたグラフィックコーブロセッυマイクロエン
ジン４０とＯｉ偉論理ユニットブロック５６が示される
。好ましくは、グラフィックコーブロセッｔ１マイクロ
エンジン４０は、命令バス４２を介してそこに与えられ
る命令とデータとに応答するマイク１］コードのシーケ
ンリーユニットである。マイクロエンジン４０は好まし
く（まＪ二たバッファ４４によって与えられるタイミン
グ信号（ＳＣＬＫ）にも応答する。システムクロック信
号（Ｓ　Ｙ　Ｓ　　ＣＬ　Ｋ　）およびグラフィックリ
ブシスデムリセット制御信号は好ましくはそれぞれのク
ロックおよびリセット制御ライン４６．４８を介してバ
ッファ４４に与えられる。これに応じて、バッファ７Ｉ
４はバッファされたシステムクロック信号をＳ　ＣＬ　
Ｋライン５２を介してマイクロエンジン４０に与える。

リセット制御信号に応答して生じた初期化制御信ｑはま
た、ＩＸＶＬ’制御ライン５４を介してマイクロエンジ
ン４０に与えられる。

この発明と一致して、ＡＬＵブロック５６とそのマイク
ロエンジン４０へのインターフェイスとは２つの汎用Ａ
ＬＵ入力バスとマイクロエンジン４０に戻るＡＬＵ結果
バスとによってマイクロエンジン４０に結合された単一
のＡＬＵを含む、様々な特定の態様で実現され得る。代
わりに、第２図に示されるように、実質的に相互に接続
された多数の専用機能ＡＬＵを含むΔＬＵブロック５６
を利用してもよい。しかしながら、すべての場合におい
て、マイクロエンジン４０とＡＬＵブロック５６の好ま
しい論理的実現は、各々の場合において実質的に第２図
に図示されるものである。

好ましくは、Ａ　Ｌ　Ｕ　ａ理ブロック５６は開始点補
間ＡＬＵ５８、終了点補間ＡＬＵ６０、センスＡＬＵ６
２および画素更新ＡＬｔＪ６４を含む。マイクロエンジ
ン４０は好ましくは、三角形の色塗りの目的のために、
座標頂点バス６Ｇ、６８．７０を介して対応する三角形
の頂点の座標の組と、ＸＹバス７２を介して現在のｘｙ
ｌき入れ点のロケーションとをΔＬＵブロック５６に与
える。

この発明のために、規約によって、三角形を色塗りプる
ために必要とされる各ラインを描くための開始点は、最
小の相対的な×座標の大きさを有する三角形の２つのＩ
ｎ点を接続するライン上にある。同様に、各々の色塗り
線のための終了点は最大の相対的な×座標の大きさを右
する２つの頂点を接続する線に沿って位胃づけられる。

色塗り線は頂点の最小と最大の相対的なｙ座標の大きさ
の問を、各々増加するｙ座標値で×の増加する座標方向
において線形に１めかれる。最後に、色塗り線の書き入
れは最大の相対的なｙ座標の大きさで始まり最小に進む
。

こうして、（ｘＬ　Ｖｈ　１％　％　１％　”７ｃ　）
の座標を有する三角形の色塗りを考慮しよう。ここで、
たとえば Ｘ、　＞　Ｘ、　＞　Ｘ、　　　　　　　等式１ｙ、　
＞　ｖｃ、＞　’ｙ、Ｌ　　　　　　　等式２したがっ
て、開始点補間ＡＬＵ５８は線ＸｂＶｂ、Ｘ□ｙよに沿
って補間し、一方終了点補間ＡＬＵ６０は線ｘｂＶｂ、
ｘｃＶｔに沿っ“Ｃ補間するだろう。開始点および終了
点補間ＡＬＵ５８および６０による、三角形の頂点の適
当な対のそれぞれの選択は、−制御ライン８２を介して
マイクロエンジン４ｏによって与えられる形状制御信号
に応答する。好ましくは、この形状制御信号は単に頂点
の座標の相関の大きさを決定しこの発明の規約を適用す
る、先行のマイクロエンジン制御ＡＬＵブロックの０作
のス１−アされた結果である。

センスＡＬＵ６２がまた好ましくはライン６６．６８．
７０を介して頂点の各々の座標に与えられる。この発明
に従えば、センスＡＬＵ６２は現在色塗りされている三
角形に関連するセンス値を決足りる。したがってセンス
ＡＬＵ６２は好ましくは、その頂点の相対的な順序とそ
の座標の相対的な大きさとから決定される三角形の０１
　ｔｆ１回路の方向を決定する。すなわち、この発明の
ための規約によれば、両方とも与えられた頂点の順序Ａ
、Ｂ、Ｃについて、上述の等式１Ｆ３よび２で規定され
た三角形は正のセンス値を有し、一方たとえばＸ＆＞Ｘ
、＞Ｘ４　　　　　　　等式３Ｖ、＞　’／、　＞　Ｖ
、　　　　　　　等式４で規定される三角形は負のセン
ス値を有する。頂点の順序をＡ、Ｃ，Ｂに変えると、結
果として両方の三角形のセンス値は逆になる。好ましく
は、センス△ＬｔＪ６２によって決定されたセンス値は
センス値ライン７６を介して画素更新へＬｔＪ６４に与
えられる。この発１！ｌ］に従えば、このセンス値は三
角形の色塗りを通してずつと同じままである。

画素更新ＡＬＵ６４は好ましくは各色塗り線を描くよう
に機能する。したがって、画素更ｔ／１ＡＬＵ６４は好
ましくは開始および終了点値ライン７４．７８を介して
、開始および終了点補間ΔＬＵ５８．６０からの開始お
よび終了点の×座標を受取る。色塗りされている現在の
三角形のセンス値はセンスライン７６を介して画素更新
ＡＬｔＪ６４に与えられる。画素更新ＡＬＵ６４はまた
、少なくとも杏き入れ点ロケーションにおいてそれぞれ
の増分をＸおよびｙ座標方向においてそれらが起こるに
つれて示す制御信号を受取る。最後に、画素更新ＡＬＵ
６４はさらにディスプレイメモリ２６からの画素データ
を受取り、特に、現在の画素ｍさ入れロケーションに対
応するメモリロケーションを受取る。このデータは画素
データバス８゜を介して転送される。動作において、Ａ
ＬＵブロック５６はマイクロエンジン４０と組合わされ
て、画素更新ＡＬＵ６４によって維持されるかまたはそ
れに与えら礼るそれぞれ現在のＸおよびｙの値に対応し
てディスプレイメモリ２６のメモリロケＸｉよびｙの値
の増分は、対応するグラフィック命令の受取りに応答し
て引き起こされるマイクロエンジンによって実行される
マイクロコード手順に、直接応答する。好ましくは、現
在のＸのロケーション値が開始点補間ＡＬＵ５８によっ
て与えられるような開始点値と等しいかまたはそれ以上
に増加したとき、画素更新ＡＬＵ６４はアクセスされた
各画素のメモリロケーションでデータを選択的に修正し
書込み戻す。データの修正は好ましくはセンスＡＬＵ６
２によって決定される三角形のセンス値に基づく。この
発明の好ましい実施例では、センスＡＬＬＪ６２は色塗
りされているいかなる三角形についても２つの相補のセ
ンス値の１９を与える。これに応じて、画素更新ＡＬｔ
Ｊは初めにアクセスされた画素のデータ値から色塗りデ
ータ量を加えるか引くかする。それから結果はその画素
メモリロケーションに書込み戻される。現在のＸ座標ロ
ケーションの増分とその対応する画素データの修正との
処理は、増分されたＸ座標ロケーションが終了点補間Ａ
ＬＵ６０によって与えられる終了点の値を超えるまで好
ましくは続けられる。それから、画素データは現在のｙ
座標ロケーションについていかなるＸ座標ロケーション
にももはや外圧されない。こうして、単一の色塗り線が
効果的に描かれる。

続いて現在のｙ座標ロケーシ日ンが減少され、現在のＸ
座標ロケーションは今や現在のｙ座標ロケーションのた
めのＸ座標ロケーションの開始点に向かう。すなわら、
色塗り線の書き入れの終了に続いて、マイクロエンジン
４０は好ましくは少なくとも減少Ｖ信号を制御ライン８
４を介してＡＬＬＩ５８．６０および６４に与える。こ
れに応じて、開始点補間ＡＬＵ５８はそのそれぞれの２
つの１１点から規定される傾斜から得られる新しい開始
点の値を光生じかつ与え、ｙ座標値の増分変化を累積す
る。こうして、新しい開始点Ｘ座標値は開始点補間ΔＬ
Ｕ５８によってｙ座標値の各々の減少とともに即座に計
算可能である。

同様に、終了点補間ＡＬＵ６０は好ましくはそのそれぞ
れの２つの頂点から規定される傾斜に基づいた新しい終
了点×座標値を引出し、ｙ座標値にｎ　ＩＪる増分変化
を累積する。

したがって、少なくとも開始点の値は新しい色塗り線の
書き入れの始めかまたはそれに先立って利用可能である
ので、画素更新ＡＬｔＪ６４は好ましくは、開始点の値
を、新しい現在の色塗り線の田き入れにあたってアクセ
スされるべき第１のそのようなロケーションどじて、対
応する画素メモリロケーションを選択するのに利用する
。

この発明の好ましい動作をよりよく理解するために、第
３図が参照される。この発明に従えば、第３図に示され
た等辺等角の多角形の色塗りは、対応する多角形色塗り
命令の受取りと、多角形の頂点の座標の列挙されたリス
Ｉ・○ＡＢＣＤから始まる。０等の第１のまたは基準の
頂点は、頂点座標の列挙されたリストから選択される。

第３図の等辺等角の多角形は（れから三角形に分解され
’ｆｌる。この発明に従えば、このような三角形の各々
は基準の頂点と頂点座標の列挙されたリスト内に順序づ
けられた２つの連続する頂点を有するように選択される
。したがって分解された三角形の組は一般に、Ｐ　／Ｊ
（多角形の頂点の数であるとさ、数がＰ−２に強制され
る。こうして、第３図の等辺等角の多角形は３個の三角
形０ΔＢ、ＯＢＣ，ＯＣＤに分解される。第３図の等辺
等角の多角形の全体はこのときこの発明に一致して分解
され得るが、好ましくは各々の三角形はそれがｅ！すさ
れるまで順に動作され、ここで多角形は次の三角形を提
供するように分解される。

一旦三角形が分解によって（［ｌられると、その三角形
に関連したセンス値が決定される。この発明に従えば、
三角形の頂点の順序づ【プされたシーケンスは、基準の
頂点であって、頂点の８標のもともとの列挙されたリス
ト内でそれらが現われる順序で、残余の２つの頂点が続
く。こうして、この発明の目的のための規約によれば、
三角形ＯＡ　Ｂの例示された時計回りの頂点の順序づ【
プは正のセンス値であると規定される。逆に、この発明
に従えば、ＯＢＡの頂点の順序づけは反時計回りとなり
したがって負のセンス値である。結果として、第１の三
角形の色塗りは三角形ＯＡＢによって境界づけられた全
区域のために正のセンス値を備える。こうして、三角形
ＯＡＢ内の各々の画素メモリロケーションがアクセスさ
れるにつれて、正のｅｔり値が、メモリアレイ２６にス
トアし返される前に、アクセスされる画素データに加え
られる。

この発明の規約に従えば、色塗り線の１＃き入れは、泊
点８で始まり、各色塗り線の開始および終了点はそれぞ
れ線８ＡおよびＢＣに沿っである。

しかしながら、三角形ＯＡＢの色塗りを完了するために
は、開始点補間ＡＬＬＩ５８は新しい開始点線傾斜、す
なわら線ＡＣの傾斜を、頂点△で始まる色塗り線がｉ；
ぎ入れられた後に決定する。それから色塗り線の讃ぎ入
れは開始点および終了点が頂点Ｃに到達するまで続く。

三角形ＯＢＧおよびＯＣＤは同様に第３図の多角形の分
解によって得られ、それから共通のセンス値によって限
定された色塗り値を各画素のメモリロケーションに加え
ることによって色塗りされる。しかしながら、この発明
の好ましい実施例に従えば、共有された三角形の境界線
ＯＢおよびＯＣに対応する画素は実際上は２度は色塗り
されない。むしろ、境界の画素が２つの近接した三角形
によって共有され三角形が同じセンス値をｊＴ′７ｉる
ところでは、これらの共有された画素は２つの三角形の
色塗りにおいて１度だけ色塗りされる。代わりに、境界
の画素が近接した三角形によって共有されない場合、た
とえば重複する三角形で起こるような、または近接した
三角形の色塗りセンス値が異なる場合、共有された境界
の画素は各三角形の一部として色塗りされる。結果とし
て、この発明は多数の別々の分解された三角形に属しし
かし複雑な多角形０ＡＢＣＤ内に１度だけ含まれる画素
を適切に取扱う。

ΔＢＣにお（プる凹部を特徴とづる段雑な多角形０ＡＢ
ＣＤが第４図に示される。基準頂点は頂点Ｏとして任意
に選ばれる。この発明に従えば、多角形の分解は正のセ
ンス値を１１７ｔ′る第１の三角形ＯＡ［３を生じる。

例示の目的のために、多角形ＯＡＢＣＤ内の各メモリロ
ケーションの始めの画素データ値はＯであると仮定され
、複雑な多角形○△ＢＣＤの色塗りと関連して１９の色
塗り世が用いられると仮定される。こうして、第４ｂ図
に示されるように、三角形○ＡＢは各画素メモリロケー
ションにおいて均一な１の値で色塗りされる。

第２の分解された三角形は第４ｂ図に示されるようにＯ
ＢＧで生じる。この発明に従えば、三角形ＯＢ　Ｃには
負のヒンス値が決定される。こうして、三角形○ＢＣの
色塗りは負のセンス値色塗り量である。画素データのデ
ータに依存する修正は、多角形○△ＢＣＤと分解の三角
形ＯＢＣの両方に共通のメモリロケーションでの画素デ
ータがＯの値に戻り、一方分解された三角形ＯＢＣの残
余の゛部分は負の１の画素データ値を与えられる結果を
もたらす。特に上で述べられた三角形のｆｉｌりの境界
の取扱いに従えば、頂点Ｏと境界ΔＢとの間のＯＣ境界
画素は、現在のＯの値まで色塗りされる。境界ＯＣの残
余の画素は負の１まで色塗りされる。三角形ＯＢＣの色
塗りの結果は、したがって第４Ｃ図に示されるようにな
る。

第３の最後の分解された三角形ＯＣＤが次に１９られる
。第４Ｃ図から明らかなように、分解された三角形ｏＣ
Ｄは正のセンス値をイｊし、重要なことに、負の１の画
素値で色塗りされた、前に分解された三角形○ＢＣのま
さにその部分を含む。こうして、分解された三角形ＯＣ
Ｄの色塗りにおいて、複雑な多角形０ＡＢＣＤの残余は
１の正の色塗り量で色塗りされ、一方多角形０８Ｃの負
に色塗りされた部分は０に修正される。結果として、色
塗りされた複雑な多角形○ＡＢＣＤが第４ｄ図に示され
るように１９られる。重要なことに、この発明は線ＡＢ
Ｃによって規定される凹部の非多義的かつ適正な取扱い
を提供した。

この発明に従った、より著しく復雑な多角形の色塗りが
第５図に図示される。再び、基準の頂点は頂点０として
任意に選ばれる。第５図の？！ｙ雑な多角形の頂点の列
挙されたリストは０ＡＢＣＤＥとして与えられる。その
列挙されたリストによって規定される第５図の多角形は
、多角形の線ＢＣおよびＤＥの自己交差を有する。それ
によって内部の三角形ｉＣＤもまた形成される。この発
明に従えばこの内部の三角形が色塗りされないままであ
るべきか、色塗りされるべきかまたは多重に色塗りされ
るべきかの決定はこの発明によってはっきりと決定され
行なわれる。

正のセンス値を有する第１の分解された三角形ＯΔＢは
第５ａ図で色塗りされて示される。これは内部の三角形
ｉＣＤの第１の色塗りを結果としてもたらす。

角のセンス値を有する第２の分解された三角形ＯＢＧが
第５ｂ図に示される。その負のセンス値と、三角形ＯＡ
Ｂの色塗りに関連したその対応する区域の先行の色塗り
とのために、共有された境界線ＯＢを含むＯＢＧで境界
づＧプられた区域は共通の画素データＩｔｌＴ　Ｏまで
効果的に色塗りし返される。

これもまた負のセンス値を有する第３の分解された三角
形○ＣＤが第５Ｃ図に示される。三角形ＯＣＤによって
境界づけられた区域もまた三角形ＯΔＢ゛の色塗りに関
連して先に色塗りされているので、三角形ＯＣＤによっ
て境界づけられた区域は共通の画素データ値Ｏまで効果
的に色塗りし返される。、境界ＯＤはこの発明の境界の
処理に従ってＯまで色塗りされる。しかしながら、三角
形○ＢＣと共有される境界ｏＣはさらに負の１まで色塗
りされることはない。こうして、これはその○の画素デ
ータ値のままである。

ｆｆｌ　ＩＧに、正のセンス値を有する最後の分解され
た三角形ＯＤＥが第５ｄ図に示される。内部の三角形ｉ
ＣＤを除いて、境界ＯＤを含む三角形ＯＤＥの色塗りは
正の１の共通のｍ　１１の画素データ値を結果としても
たらす。しかしながら、初めにそれによって境界づけら
れた区域に正の１の色塗り値を有する内部の三角形ｉＣ
Ｄは、この発明に従って正の２の色塗り値まで色塗りさ
れる。結果として、第５図の複雑な多角形の色塗りはこ
の発明が凹部、自己交差および区域の重複を有する複雑
な多角形の色塗りを正確にかつ自動的に取扱う能力を示
す。

「孔」を含む複雑な多角形をこの発明が適正に取扱う能
力をさらに提示するために、第５図に示されたものと緊
密に関連した複雑な多角形が第６図に示される。第６図
の段雑な多角形の頂点の列挙されたリストは０ＡＢＣＤ
ＥＦＧとして与えられ、頂点０が基準頂点として選ばれ
ている。この発明の実施にあたって、三角形ＣＤＥ　（
Ｆ）によって境界づりられた区域は、それぞれ正と負の
レンス値を有する分解された三角形○△ＢおよびＯＣＤ
によって境界づけられた区域内に含まれる。

結果として、内部の三角形ＣＤＥ　（Ｆ）は複雑な多角
形０ＡＢＣＤＥＴ”Ｇの色塗りによってその始めの色塗
り値が変えられないままである。

こうして、四部、自己交差、重複部分および「孔」等の
ｍ雑さを有する、複雑な多角形の完全に自動的な色塗り
のための装置と特定の方法が述べられた。

当然のことながら、上記の教示に照らしてこの発明の実
現と手順に多くの修正と変更が可能である。たとえば、
この発明１よ線形の境界を有する複雑な多角形のみに限
定されない。むしろ、頂点の列挙されたリストは弧の度
合と多角形の２つの頂点を相互に接続する線の相対的な
配置を示す弧の要因を含むこともできる。この発明のす
べての利点および特徴は、画素メモリロケ−シロンに対
応する新しい開始および終了色塗り線の補間に弧のファ
クタを適用させることによって１！′７られる。ざらに
、この発明はハードウェア、ファームウＩア〈マイクロ
コードを含む）Ｊ：たはソフトウェアのいかなる特定の
程度の実現にも緊密な限定されない。むしろこの発明の
利点および特徴はその様々な可能な実施例によって程度
を変化させて実現されるだろう。したがって添付の特許
請求の範囲内で、この発明はここで特定的に述べられた
ちの以外に実現されるだろうことは理解されるべきであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はグラフィックディスプレイサブシステムを用い
たコンピュータシステムの簡潔なブロック図である。 第２図はこの発明に従ってげ造されたグラフィックマイ
ク［１エンジンおよび演ｆ３論理ユニットブロックのブ
ロック図である。 第３図はこの発明の基本的な動作を示す簡単な実施例に
従った第１の複雑な多角形の色塗りにお【）るこの発明
の動作の連続的な例示である。 ｒＪ：ｌ　Ｉし 第５Ａ図什＋与第５Ｄ図はこの発明の好ましい実施例に
従った第２の複雑な多角形の色塗りにおけるこの発明の
動作の連続した例示である。 第６図はこの発明の好言ニジい実施例に従って色塗りさ
れた第３の複雑な多角形の例示である。 図にｄ３いて、１０はコンピュータシステム、１６はグ
ラフィックディスプレイサブシステム、１２はホスト、
１４はシスデムメモリ、１８はシステムバス、２２はグ
ラフィックコープロセツサ、２６はグラフィックディス
ブイメモリ、３４はビデオアダプタ回路、２８はデータ
バス、３６はディスプレイモニタ、４０はグラフィック
二一プロセッザマイクロエンジン、４２は命令バス、４
４はバッファ、５６は△［（ノブロック、５８は開始点
補間ΔＬＵ、６０は終了点補間ＡＬＵ、６２は感知ＡＬ
Ｕ、６’４は画素更新ΔＬＵ、８０は画素データバスで
ある。

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｐ個の頂点の列挙によって規定される複雑な多角
   形を色塗り量で色塗りする（ｆｉｌｌ）ためのコンピュ
   ータグラフィック装置であって：ａ）前記Ｐ個の頂点の
   列挙から第１の頂点を選択しかつ前記複雑な多角形をＰ
   −２個の三角形の組に分解するための手段を含み、前記
   三角形の各々は前記第１の頂点と前記Ｐ個の頂点の列挙
   において２つの連続した頂点とを含むＴ個の頂点のそれ
   ぞれの列挙として表わされることができ；ｂ）前記Ｔ個
   の頂点のそれぞれの列挙の各々に応答して前記三角形の
   各々のためにセンス値を引出すための手段と； ｃ）前記引出すための手段に応答して、前記三角形の各
   々によって境界づけられた区域をセンス値によって限定
   された色塗り量で連続して色塗りするための手段とを含
   む、装置。
2. （２）前記引出すための手段が、それぞれの頂点の列挙
   の順序とＴ個の頂点の前記列挙の各々における頂点の値
   とに基づいて前記センス値の各々を引出す、特許請求の
   範囲第１項に記載の装置。
3. （３）前記色塗り手段が、前記三角形の重複する部分に
   よって相互に境界づけられた区域においてそれぞれのセ
   ンス値によって限定された色塗り量を合計する手段を含
   む、特許請求の範囲第２項に記載の装置。
4. （４）前記色塗り手段が前記三角形の各々を増分的に色
   塗りし、前記色塗り手段が前記三角形の各々の増分境界
   位置を決定する第１と第２の手段を含み、前記色塗り手
   段は前記三角形の対応する１つの増分的な色塗りの開始
   と終了のために前記第１および第２の決定手段に応答す
   る、特許請求の範囲第３項に記載の装置。
5. （５）前記三角形の各々が前記色塗り手段によってそれ
   ぞれ連続して増分的に色塗りされる、特許請求の範囲第
   ４項に記載の装置。
6. （６）前記センス値を引出す手段が前記三角形の各々に
   ついて＋または−のセンス値を決定し、前記合計手段は
   加算と負の色塗り量の結果を支持し、前記色塗り手段は
   前記三角形を負のセンス値色塗り量で色塗りすることを
   支持する、特許請求の範囲第５項に記載の装置。
7. （７）前記色塗り手段が、前記三角形の各々を前記Ｐ個
   の頂点の列挙の連続した列挙に対応する順序で色塗りす
   る、特許請求の範囲第６項に記載の装置。
8. （８）前記色塗り手段が、独自に列挙された頂点と前記
   第１の頂点をその間に共有するように近接した前記三角
   形のいずれか２つの共有された境界を選択的に色塗りし
   、共有された境界は２つの近接した前記三角形のそれぞ
   れのセンス値に依存して２つの近接した前記三角形の色
   塗りとともに色塗りされる、特許請求の範囲第７項に記
   載の装置。
9. （９）２つの近接した前記三角形のそれぞれのセンス値
   が同じときにはいつでも、前記色塗り手段が、２つの近
   接した前記三角形のそれぞれの色塗りで２つの近接した
   前記三角形の間の共有される境界を選択的に２回は色塗
   りしない、特許請求の範囲第８項に記載の装置。
10. （１０）ａ）演算および論理動作を行なう ための計算手段と； ｂ）前記選択手段、前記引出すための手段および前記色
    塗り手段を実現するために前記計算手段を制御すること
    を含む制御機能を行なうためのシーケンサ手段とをさら
    に含む、特許請求の範囲第９項に記載の装置。
11. （１１）Ｐ個の頂点の前記列挙が前記頂点の対のための
    曲線からなる要因を含み、このため前記三角形が少なく
    とも前記三角形の１つが曲線からなる境界を有すること
    を含み、前記色塗り手段の前記第１および第２の増分境
    界決定手段がそれぞれ前記頂点のそれぞれの対と関連し
    た曲線からなる要因に応答する、特許請求の範囲第１０
    項に記載の装置。
12. （１２）頂点の座標の列挙されたリストとして説明され
    る多角形のための多角形区域色塗り命令を実行するため
    のコンピュータの方法であって：ａ）前記多角形の基準
    頂点を選択する段階と；ｂ）前記多角形を複数個の三角
    形に分解する段階とを含み、前記三角形の各々は前記基
    準の頂点と２個の他の頂点を含み；さらに ｃ）前記三角形の各々のセンスを決定する段階と； ｄ）前記三角形の各々によって境界づけられる区域を前
    記三角形の各々のそれぞれのセンスに基づいた重みづけ
    を有する値で色塗りする段階と；ｅ）前記三角形のそれ
    ぞれに共通の部分を境界づけてもよいように、前記三角
    形の各々のそれぞれの部分に対応する値を組合わせる段
    階を含む、方法。
13. （１３）前記分解する段階が、前記三角形のそれぞれの
    各々の２つの他の頂点として、前記列挙されたリスト内
    で互いに近接した２つの頂点を選択する段階を含む、特
    許請求の範囲第１２項に記載の方法。
14. （１４）結果として生じる組合わされた値を前記三角形
    の各々のそれぞれの共通の部分に割当てる段階をさらに
    含む、特許請求の範囲第１３項に記載の方法。
15. （１５）前記三角形の各々のセンスを決定する前記段階
    が： ａ）前記三角形の各々の頂点の相対的な順序を前記列挙
    されたリスト内のそれらの順序に関連して決定する段階
    と； ｂ）対応する頂点の相対的な順序に基づいて前記三角形
    の各々のセンスを割当てる段階とを含む、特許請求の範
    囲第１４項に記載の方法。
16. （１６）前記組合わせの段階が組合わされるべきそれぞ
    れの値の合計を与える、特許請求の範囲第１５項に記載
    の方法。
17. （１７）前記三角形の各々のセンスを割当てる前記段階
    が前記三角形の各々の２つの相補のセンス値のそれぞれ
    １つの割当てを与える、特許請求の範囲第１６項に記載
    の方法。
18. （１８）前記色塗りの段階が前記三角形の各々の境界部
    分の色塗りの段階を含み、ここで前記境界部分の各々は
    独自に列挙された頂点と前記基準頂点を共有するそれぞ
    れ近接した前記三角形によって共有されており、近接し
    た前記三角形の前記境界部分の各々は同じセンスを有し
    近接した前記三角形のそれぞれの色塗りで１度だけ色塗
    りされる、特許請求の範囲第１７項に記載の方法。
19. （１９）対応するメモリロケーションでメモリアレイ内
    にストアされたデータによって規定されることのできる
    多角形を色塗りする命令に応答するプロセッサであって
    、前記命令は前記多角形のそれぞれの頂点を特定するデ
    ータの列挙されたリストを与え、前記プロセッサはメモ
    リロケーションの選択的アクセスとそこに関連したデー
    タの記憶のために前記メモリアレイと関連づけられてお
    り、前記プロセッサは： ａ）データの計算を行なうための演算論理ユニット（Ａ
    ＬＵ）手段と； ｂ）前記ＡＬＵ手段に結合され、前記ＡＬＵ手段を制御
    し、前記ＡＬＵ手段にデータを与えかつ前記ＡＬＵから
    状態とデータとを受取るためのシーケンサ手段とを含み
    、前記シーケンサ手段は前記ＡＬＵ手段と組合わされて
    ： ｉ）前記多角形の３個の頂点を選択する手 段と； ｉｉ）前記３個の頂点を特定するそれぞれのデータに基
    づいたセンス値を決定する手段と；ｉｉｉ）前記決定手
    段に応答して前記３個の頂点によって規定される区域を
    予め定められたデータ値で効果的に色塗りする手段とを
    実現する、プロセッサ。
20. （２０）前記選択手段が初めに前記列挙されたリストか
    ら基準の頂点を選択し、前記選択された３個の頂点は前
    記基準の頂点と前記列挙されたリスト内に連続して列挙
    された２個の他の頂点を含む、特許請求の範囲第１９項
    に記載のプロセッサ。
21. （２１）前記決定手段がさらに前記列挙されたリスト内
    に列挙された前記３個の頂点の少なくとも２個の順序に
    基づいて前記センス値を決定する、特許請求の範囲第２
    ０項に記載のプロセッサ。
22. （２２）前記色塗り手段が、前記３個の頂点によって規
    定される区域に対応するメモリロケーションにアクセス
    し、前記センス値によって限定される前記予め定められ
    たデータ値をアクセスされた各々のメモリロケーション
    にストアされたデータに加算し、結果として生じるデー
    タをそのそれぞれのメモリロケーションにストアし返す
    ための手段を含む、特許請求の範囲第２１項に記載のプ
    ロセッサ。
23. （２３）前記色塗り手段の前記加算手段が、アクセスさ
    れたメモリロケーションが前記３個の頂点のそれぞれの
    組によって規定される区域間の境界で共有されているか
    どうか、また前記３個の頂点のそれぞれの組が同一のそ
    れぞれの前記センス値を有するかどうかを決定する手段
    を含み、前記加算手段は前記センスによって限定された
    前記予め定められたデータ値を、前記３個の頂点の両方
    の組によって規定された区域の色塗りにおいて、このよ
    うな共有されたメモリロケーションの各々にストアされ
    たデータに加算する、特許請求の範囲第２２項に記載の
    プロセッサ。
24. （２４）命令と関連のデータの受取りのためにホストプ
    ロセッサに応答し、それぞれの画素に対応するメモリロ
    ケーションで画素データのアクセスと記憶のためにグラ
    フィックディスプレイメモリアレイに結合された、グラ
    フィックコープロセッサであって： 多角形色塗り命令と関連の多角形を規定するそれぞれ独
    自の頂点と曲線からなる境界規定要因の列挙されたリス
    トとに対応するマイクロコードシーケンサを含むグラフ
    ィックエンジンと； ｂ）前記シーケンサに応答して前記グラフィックエンジ
    ンと前記グラフィックディスプレイメモリアレイからデ
    ータを受取り、そこに与えられたデータの計算を行ない
    、結果として生じるデータを前記グラフィックエンジン
    と前記グラフィックディスプレイメモリアレイに与えか
    つ計算の状態情報を前記グラフィックエンジンに与える
    演算論理ユニットとを含み、前記シーケンサは前記演算
    論理ユニットを利用した手順を含んで： ｉ）前記多角形の基準頂点を選択し； ｉｉ）前記基準頂点と前記頂点の列挙されたリスト内に
    近接して列挙された２個の頂点を含む前記多角形の３個
    の頂点の組を選択し； ｉｉｉ）前記３個の頂点の組について閉じた回路のセン
    ス値を第１に決定し； ｉｖ）前記３個の頂点の組が前記基準頂点以外の独自に
    列挙された頂点を共有するところで、前記３個の頂点の
    それぞれの組とそれらの関連した曲線からなる境界規定
    要因とによって規定されるようないずれか２つの区域の
    境界において共有される各々の画素に対応するメモリロ
    ケーションでストアされた画素のデータに、センス値で
    限定された色塗りデータ値が加算されるべきかどうかを
    第２に決定し；さらに ｖ）前記グラフィックメモリアレイ内の、 かつ前記３個の頂点の組とそれらの関連した曲線からな
    る境界規定要因とによって規定された区域の境界とその
    内部にある各々の画素対応メモリロケーションにストア
    された画素データに、センス値で限定された色塗りデー
    タ値を加算する手順を実現する、グラフィックコープロ
    セッサ。
25. （２５）前記シーケンサによって実現される第２の決定
    手順が、前記３個の頂点の組とそれらの関連した曲線か
    らなる境界規定要因のもしも両方が同じセンス値を有す
    ると判断されたならば、その１つにのみ各々の境界画素
    に対応するメモリロケーションで前記センス値によって
    限定された色塗りデータ値を加算するように決定する、
    特許請求の範囲第２４項に記載のコープロセッサ。
26. （２６）前記シーケンサによって実現される前記手順が
    、前記３個の頂点の組の対の頂点間の開始点および終了
    点の曲線からなる線とそれらに関連した曲線からなる境
    界規定要因に対応して、曲線からなる境界規定要因に感
    応する画素対応メモリロケーションの補間選択を実現す
    る手順と、対応する開始および終了点の曲線からなる線
    の画素間に線形に位置づけられた、画素に対応するメモ
    リロケーションに連続したアクセスを実現する関連の手
    順とを含む、特許請求の範囲第２５項に記載のコープロ
    セッサ。