JPS6315288A - ３次元図形表示装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はラスクスキャン型の３次元図形表示装置によ
る隠面・隠線処理におけるエツジ描画処理に関するもの
である。

〔従来の技術〕

第２図はデプスバッファメモリを用いて隠面処理を行う
従来のラスクスキャン型の図形表示装置のブロック構成
図の例である０図において、（１）は図示されない計算
機とのインターフェース信号、（２）はインターフェー
ス回路、（３）はこのインターフェース回路（２）を通
じて計算機より送られた表示データ、表示コマンドを内
部フォーマットに変換する制御装置、（４）は内部フォ
ーマットに変換された表示データ、表示コマンドを記憶
する記憶回路である。記憶回路（４）に記憶されたデー
タは、制御装置（３）の指示に基づき、座標変換回路（
５）、クリップ回路（ｅ）を介して直線発生器（７）に
与えられる。

第３図はデプスバッファメモリの詳細ブロック図であり
、（１）〜（１２）は第２図と同−又は対応する部分で
ある。（３１）、（３２）、（３３）は直線発生器（７
）が発生する座標データで、座標データ（３１）はＸｃ
、座標データ（３２）はＹｃ、座標データ（３３）はＺ
ｃ　、　（３４）は座標データ（３１）　、（３２）、
（３３）をサンプルするストローブ信号である。　（３
５）はデプスバッファメモリ（８）から読み出されるデ
ータ２、（３６）はＺ座標値の比較器で、座標データ（
３３）、（３５）を比較して出力（３７）を出力する。

出力（３７）はＺｃ≦Ｚを示すフラグ信号で、デプスバ
ッファメモリ（８）に対する書き込み信号およびフレー
ムバッファメモリ（９）に対する書き込みフラグとなる
。　次に動作について説明する。直線発生器（７）は、
始点データＸｓ　、Ｙｓ　、Ｚｓおよび終点データＸε
、Ｙε、Ｚεに基づき、始点より終点に向い順次座標デ
ータを発生して隠面処理アルゴリズムを実現するデプス
バッファメモリ（８）に与える。デプスバッファメモリ
（８）は、直線発生器（７）力発生スル座標データＸｃ
、Ｙｃ、Ｚｃ（７）うち座標データＸ　ｃ（３１）　、
　Ｙ　ｃ（３２）によりアドレスされるデプスバッファ
メモリ位置よりデータＺ（３５）を読み出し、Ｚｃ≦Ｚ
の場合：座標データＺ　ｃ（３３）をそのメモリ位置に
書き込み、座標データＸｃ、Ｙｃ　とデプスバッフ７メ
モリ（８）を更新したことを示す更新フラグ（３７）を
７レームバツフアメモリ（３）に与える。なお、デプス
バッファメモリ（８）を更新しなかった場合には、座標
データと更新フラグはフレームバッファメモリ（９）に
は与えられない、フレームバッファメモリ（９）は、更
新フラグを受は取ると、座標データＸｃ、Ｙｃによりア
ドレスされるフレームバッファメモリ（９）の位置に、
予め設定されていた輝度或は色などの表示情報を書き込
む、フレームバッファメモリ（９）に書き込まれたデー
タは、ＣＲＴインターフェース回路（１０）が発生する
表示アドレスにしたがって読み出され、順次（１：ＲＴ
（１１）に送られて表示される。また、入力機器（１２
）により必要に応じて制御装置（３）にデータが与えら
れる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の３次元図形表示装置は、以前のＺ座標値と新たな
Ｚ座標値を単純に比較しているため、エツジと内部の表
示色の異なる３次元の平面を描賀する際、エツジと面内
部の奥行き関係が逆転しエツジの一部が面に減り込む現
象が生じる不具合があった。

次にこの現象を第４図を用いて説明する。ここでは説明
を単純化する為三角形の場合で説明する０図の三角形（
４０）の内部を塗る場合、通常はスキャンライン（４２
）と三角形（４０）の交点Ｐ４．Ｐ％を求め線分ｐ４．
ｐ、を描画し順次スキャンラインをＹ軸方向に進めて処
理する。エツジの描画は線分Ｐｌ　Ｐ２　、Ｐ２　Ｐｓ
　、Ｐｓ　Ｐｔを描画して表示する。２次元表示の場合
は内部φエツジの順に描画すれば正常にエツジが表示さ
れるが３次元の面の場合以下のケースでエツジが減り込
む現象が生じる。すなわち、エツジ（４１）のｘＹ勾配
が１より小さい（７２−ｙ１／Ｘ２−Ｘｔ　＜１）とし
た場合、エツジ（４１）は傾きに応じて水平方向にｎピ
クセル描画される。エツジ（４１）の描画の際ｘｙ勾配
はＺ２−Ｚ１／Ｘ２−Ｘｔで決定され、ｘＺ勾配が正の
場合は水平の各ピクセルは奥に向かって描画される０面
内部の描画は１ｓ−ｚ＊／ｘｓ−Ｘ４で決定されるｘＺ
勾配で点Ｐ４から点Ｐ５に描画される。ｚ４はＸｌ、ｘ
２、ｚｌ、ｚ２で決定され、ｚ５はｘｌ、ｘ３、Ｚｉｔ
Ｚ３で決定される０点Ｐ４におけるエツジとスキャンラ
インのＺ座標は一致する。この時Ｚｓ−Ｚ＋／Ｘ５−Ｘ
４が負の場合スキャンラインの各ピクセルは手前に向っ
て描画される。エツジとスキャンラインの重なっている
ピクセルが異なるＺ値で描画されエツジピクセルのＺ座
標〉スキャンラインピクセルのＺ座標となった時そのピ
クセルは隠面処理の結果フレームバッファに書き込まれ
ない。

第５図は上記の関係を示す第４図Ｐ４付近の詳細図で０
がエツジとして描画されるピクセル、×がスキャンライ
ンとして描画されるピクセルを示している。第６図は隠
面処理結果のを示す図でエツジとして描画されるべきピ
クセルが面に減り込んでいる状態を示している。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、隠面・隠線処理の結果エツジの一部が面に減
り込む現象を防ぎ隠面・隠線処理精度を向上させること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る３次元図形表示装置は、２次元平面の画
面に表示する３次元図形を、デプスバッファアルゴリズ
ムに基づいて隠面・隠線処理する際に、表示図形の輪郭
線データを予め生成して記憶し、画面に表示面内部を描
画する前に、輪郭線の描画を優先させるようにしたもの
である。

〔作用〕

この発明における３次元図形表示装置によれば、輪郭線
情報を記憶する手段を設け、隠面処理時の２座標値比較
の際に、輪郭線の描画を優先させた後に、図形面内部の
描画を行うようにした為、輪郭線と図形面の奥行関係が
逆転した形で図形表示されることが防止できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図において説明する。第１
図において（１）〜（１２）、（３１）〜（３７）は前
述した従来の装置と同一または対応するものである。　
（５０）はエツジフラグメモリで、面内部を描画する期
間だけその面のエツジピクセルを記憶するデプスバッフ
ァメモリ（８）と同様の構成で奥行き１ビツトのメモリ
である。（５１）はエツジの処理モードを記憶する記憶
装置で、図示せぬ経路で制御装置（３）あるいは直線発
生器（７）から設定される。（５２）はエツジ処理モー
ド信号、（５３）はエツジフラグメモリ（５０）に書き
込むデータである。　（５４）はエツジフラグメモリ（
５０）からの読み出されるデータ、（５５）はエツジ２
テグメモリ（５０）に対する書き込みフラグである・ 次に動作について説明する。エツジ処理のモードには、 （イ）エツジ書き込みモード、（ロ）面内部書き込みモ
ード、（ハ）エツジフラグ消去モードの３つのモードが
ある。

エツジ書き込みモードでは、従来例と同様の動作により
ＺＣとＺを比較しながらデプスバッファメモリ（８）と
フレームバッファメモリ（３）を更新する。この時ｊデ
プスバッファメモリ（８）、フレームバックアメモリ（
８）　を更新する際には同時にエツジフラグメモリＣ３
０）への書き込みフラグ（５５〕が出力されエツジフラ
グ書き込みデータ（５３）がエツジフラグメモリ（５０
）へ書き込まれる。

面内部書き込みモードでは、従来例と同様の動作により
デプスバッファメモリ（８）　、フレームバックアメモ
リ（９）を更新するが、このときエツジフラグメモリ（
５０）からのデータ（５４）が立っている場合にはデプ
スバッファメモリ（８）への書き込みフラグ（３７）は
出力されず、デプスバッファメモリ（８）、フレームバ
ッファメモリ（９）は更新されない。

エツジフラグ消去モードにおいては、無条件にエツジメ
モリ書き込みフラグが出力されアドレスＸ　ｃ（３１）
　、　Ｙ　ｃ（３２）に対応するピクセルのエツジフラ
グが消去される。このモードではデプスバッファメモリ
書き込みフラグ（３７）は出力されずデプスバッファメ
モリ（８）　、フレームバッファメモリ（３）は更新さ
れない。

要約すると隠面・隠線処理の流れは以下のようである。

１、エツジ書き込みモードで１つの面の全てのエツジを
描画する。

２、面内部書き込みモードでその面の内部を全て描画す
る。

３、エツジ消去モードで、エツジ書込みモードｌで描画
したエツジフラグを全て消去する。

面単位で上記の処理を繰り返すことによりエツジと面内
部の重なるピクセルでＺ値の逆転が生じてもエツジが消
えることなく正常に表示される。

なお、各面のエツジは全て２度描画する必要はあるが、
面内部の処理に比較してエツジの描画は充分に高速に処
理されるため速度的にも問題は生じない。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によればデプスバッファメモリと
同様の構成の奥行き１ビツトのエツジフラグメモリと周
辺回路を付加するのみでエツジが面に減り込むという３
次元表示装置の問題点を安価に解消できると共に、画像
処理精度も向上し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による３次元図形表示装置
の全体ブロック構成図、第２図は従来装置の全体ブロッ
ク構成図、第３図はデプスバッファメモリを中心とした
従来装置の全体ブロック構成図、第４図はデプスバッフ
ァアルゴリズムによる隠面処理方法を説明する説明図、
第５図は隠面処理結果を示す説明図、第６図は従来装置
を使用しての隠面処理結果を示す説明図である。 図において、（８）はデプスバッファメモリ、（９）は
フレームバッファメモリ、 （３１）〜（３３）　、（３５）は３次元座標データ、
（３Ｂ）は比較器、（５０）はニー、シフラグメモリ。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３次元画像表示用の座標データに基づいてデプスバッフ
   ァメモリより読み出されたＺ座標データと上記座標デー
   タ中のＺ座標データの大小値を比較し、比較結果に基づ
   いて上記座標データのフレームバッファメモリへの書込
   みの可否を決めるデプスバッファアルゴリズムにより表
   示画像の隠面・隠線処理を行なうラスタスキャン方式の
   ３次元図形表示装置において、上記座標データに基づき
   図形表示面の輪郭線情報を読み込む輪郭線情報記憶手段
   と、上記アルゴリズムに基づく隠面処理時に、表示面の
   輪郭線描画を表示面内部の描画に優先させる輪郭線優先
   手段とを備え、隠面・隠線処理の結果表示画像で輪郭線
   の一部が面内部表示に減り込む現象を防ぐことを特徴と
   する３次元図形表示装置。