JPS63163584A - クリツピング処理方式 - 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） 本発明は、図形処理で必要なりリッピング処理方式に関
するものである。

（従来の技術） クリッピングとは、図形処理において物体を構成する多
角形のうち視野ウィンドウ（以下ウィンドウと呼ぶ）か
らはみ出る部分を取り除く処理をいう。第３図及び第４
図はそれぞれ２次元及び３次元のウィンドウを示す図で
ある。第３図におい４４はクリップ背面、４５は投影面
を示す。クソッ、ピングの代表的な方式としては、アイ
イーイーイー　ＣＧＡ八プへシーディングズ、コンピュ
ータグラフィックス　トウキヨウ　８６　（ｒＥＥＥ　
　Ｐｒｏ　−ｃｅｅｄｉｎｇｓ　（：Ｇ　ＴｏにＹＯ°
８６、ｐ、４３−４６．１９８６年に記載されているよ
うに、サザーランド・ホッジマン（Ｓｕｔｈｅｒｌａｎ
ｄ−１１ｏｄｇｍａｎ　）の方式（以下５−１１法と呼
ぶ）と、ベイラー・アザ−トン（Ｗｅｉｌｅｒ−Ａｔｈ
ｅｒｔｏｎ）の方式（以下Ｗ−八へと呼ぶ）の２方式が
ある。

先ず、　５−１１法について説明する。今、多角形が頂
点の列Ｐ、　（ｉ・０．−、ｎ−１）として与えられる
ものとする（ｐｏ−ｐｏ）。この方式ではウィンドウの
各面（３次元の場合）（各線（２次元の場合））で順次
クリッピングを行う。１面（線）についてクリッピング
が終了すると、処理後の多角形が入力データと同じ形式
で出力されるので、それを次の面（線）によるクリッピ
ングへの入力とする。１面（線）によるクリッピングは
以下のように行う。

一多角形の辺Ｐ＋Ｐ１＋１　（ｉ−ｏ、−、ｎ−１）に
対する処理−ステップＩ・・・ｐ、、ｐ、。、がそれぞ
れ内側にあるか外側にあるかを調べる。

ステップ２・・・ステップｌの結果に応じて次のいずれ
かを実行する。

ステップ２−１・”−ＰＬ＋Ｐｉ＋１　ともに外側のと
きは何もしない。

ステップ２−２−・・’ｉ＋Ｐ１＋１ともに内側のとき
はＰｉ＋１を出力する。

ステップ２−３−ＰＩが内側、Ｐ、＋１が外側のときは
辺Ｐ＋Ｐ＋や、とウィンドウの而（線）との交点を求め
出力する。

ステップ２−４・・・Ｐ、が外側、Ｐ１□が内側のとき
は辺１）　、　１１　、＋１とウィンドウの面（線）と
の交点と、Ｐ１＋１の２個を出力 する。

以上のステップの実行により出力された谷点がクリッピ
ングされた多角形の頂点列となる。

５−１１法はハードウェア、ファームウェアで実現され
た例が多く、１．Ｓ【化された例もある（ジェイムス　
ディー　ホリー（Ｊａｍｅｓ　Ｄ、　Ｆｏｌｅｙ）　、
アントリース　ファン　ダム　（八ｎｄｒｉｅｓ　Ｖａ
ｎ　Ｄａｍ）著、［ファンダメンタルズ　オブ　インタ
ラクティブコンピュータ　グラフィックス　（Ｆｕｎｄ
ａｍｅｎｔａｌｓｏｆ　Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　Ｃｏ
ｍｐｕＬｅｒ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ）　　４　、アディソ
ンーウェスリー　パブリッシング　カンパニー、１点の
列７（ｉ・０．・・・、ｎ−１）として与えられている
ものとする（ｐｏ−ｐ。）。この方式では多角形の周囲
をた交点は、随時多角形とウィンドウの頂点列の両方に
挿入する。たたし、始めからあった頂点か交点として挿
入した点なのかあとで区別できるようにしておく必要が
ある。

更に具体的に述べると、先ず、辺がウィンドウの内部に
入り込むような交点（大交点）Ｃを１つ選ぶ。次に大交
点Ｃがあったら、ここを出発点として多角形の頂点列を
たどる。そしてウィンドウから外に出る交点（出発点）
に出会ったら、そこからウィンドウの頂点列に乗りかえ
る。この作業を出発点Ｃにたどりつくまで続けるが、こ
の間に出会った頂点を全部出力していく。またこの間に
出会った大交点には処理済のマークを付けておく。出発
点にもどったら未処理の大交点をさがし、上述の処理を
繰り返す。大交点を全部処理し終えたら処理終了となる
。

以上のようにして出力された各点がクリッピングされた
多角形の頂点列となる。トム法は、ハードウェア、ファ
ームウェアで実現された例はな−い。

５−１１法は、ｍ純な処理内容でありハードウェア、フ
ァームウェアでの実現が容易である反面、第５図に示す
ように余分な図形要素を生ずる場合かあるという欠点が
ある。第５図は５−１１法によるクリッピング処理例を
示す図で、（ａ＞はクリッピング前の状態を示し、（ｂ
）はクリッピング後の状態を示す。図中５１はウィンド
ウ、５２は処理ｎイの多角形、５２°は処理後の多角形
、５３は処理により生じた余分な図形要素である。

一方、Ｗ−へ法では、　５−１１法のように余分な図形
要素を生ずることはないが、処理内容が複雑であり、ハ
ードウェア、ファームウェアでの実現には向かないとい
う欠点がある。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであって、余分な図形要素を生ずるこトカなく、
ハードウェア、ファームウェアでの実現が容易であり、
しかも専用ハードウェアによる高速クリッピングを可能
とするクリッピング処理方式を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） とし、面記従来技術の問題点を解決するため、多角形の
各辺のそれぞれの端点が視野ウィンドウの内側にあるか
外側にあるかを判定し、その判定結果にしたがって、少
なくとも辺と視野ウィンドウ境界との交点（大交点、出
交点）又は視野ウィンドウ内の端点を順次抽出するとと
もに、ウィンドウ境界上の大交点、出交点生成規則を利
用し、次に接続すべき頂点を指定するポインタ値を設定
し、該ポインタ値にしたがって、前記交点及び前記視野
ウィンドウ内の端点を基に、出力すべき多角形を作成す
るようにしたものである。

（作　用） 本発明では、従来の５−１１法に加えてポインタ値を設
定するポインタ操作を行うことにより、従来の５−１１
法で生じていた第５図（ｂ）の５３のような余分な図形
要素の生成が防止され、しかもハードウェア、ファーム
ウェアでの実現が容易となる。

また、ポインタ操作の追加はさほどの処理量の増加とは
ならず、はぼ従来の５−１１法と同程度の処理１１ｔで
ずむことから、処理が高速に実行できるようになる。し
たがって、面記従来技術の問題点が解決される。

！ １　（実施例） 珈 −本発明のクリッピング処理方式は、ウィンドウ上の大
交点、出発点の生成順序の性質を利用して、ウィンドウ
上の図形要素を求めることにより、従来の５−１１法に
ごくｍ純なポインタ操作を追加することにより、ハード
ウェア、ファームウェアでの実現を容易としかつ余分な
図形要素を生成しないようにしたものである。

今、多角形データは多角形の頂点データとして右回りに
））えられるものとする。左ウィンドウ（−トウインド
つ）については、ｙｔｈａｗ　（ｘｍａＸ）の順に大交
点（１）、出発点（１）、大交点（２）、出発点（２）
、・−１入交点（ｎ）、出発点（ｎ）が現われるという
性質がある。何故ならば、大交点の而に大交点があった
と仮定すると、面積のない而があることになり矛盾する
。大交点（１）の前に出発点があ７たと仮定すると多角
形の頂点データが左回りに与えられることになり矛盾す
る。また、出発点（ｎ）の次に出発点があったと仮定す
ると多角形の頂点データが左回りに与えられることにな
り矛盾する。このことにより、ウィンドウ上の図形要素
を線分（出発点ｙ□ｘ（ｘ□Ｘ）の順に、出発点（１）
、大交点（１）、出発点（２）、大交点（２）、−・・
、出発点（ｎ）、大交点（ｎ）が現われるので上記と同
様にして図形要素を線分として求める。

本方式では、　５−１１法に、各頂点および交点データ
内ポインタ領域にポインタ値を書き込む処理、各大交点
、出発点をｙｍａＸ（Ｘ□８）でソートする処理を追加
するのみとする。したがって本方式は５−１１法とほぼ
同程度の単純な処理である。

次に、本発明の実施例について詳細に説明する。

第１図は本実施例の構成を示すブロック図であり、１は
算術論理回路（以下ＡＬＵと呼ぶ）、２は４ポートレジ
スタフアイルで構成されるデータメそり（ＤＭ）、３は
マイクロプログラムシーケンサ（ＳＥＱ）　、　４はマ
イクロプログラムメモリ（ＭＰＭ）、５はマイクロプロ
グラムレジスタ（ＭＰＲ）　、６は内部バス、７はイン
ターフェース（ＩＦ）である。内部バス６は外部の装置
とインターフェース（ＩＦ）７を介して接続されている
。データメモリ（ＤＭ）　２は内部Ｊ＜ス６及びＡＬＩ
ＪＩの２入力に接続されている。

に 一； アドレス線に、制御線は八Ｌｌｌｌ、データメモリ（Ｄ
Ｍ）　２、インターフェース（ＩＦ）７の各部制御線に
接続されている。アドレス線ＡＩによりブロックの先頭
が、アドレス線Ａ２（２ｂｉｔ）によりブロック内のデ
ータが指定されるようになっている。

次に、本実施例の動作について第２図を参照して説明す
る。第２図はデータメモリ（ＤＭ）　２の内容及び各デ
ータの詳細を示す図である。

今、多角形が頂点の列Ｐ　＋　（ｉ＝ｏ、　”・、ｎ−
１）として与えられているものとする（ｐ、−ｐ。）。

ステップＳ　１−・・図示しない外部装置から内部バス
６を通し、ウィンドウデータ、多角形データをデータメ
モリ（ＤＭ）　２に作成する（第２図参照）。多角形デ
ータとしては多角形の頂点データを右回りの順に格納す
る。

ステップＳ　２−・・データメモリ（ＤＭ）　２の多角
形に対し、ウィンドウの各面（３次元の場合）（各線（
２次元の場合））で順次クリッピングを行う。１つの面
（線）についてクリッピングが終了すると、処理後の多
角形が入力データと同じ形式で得られるので、それを次
のクリッピングへの入力としてふたたびデータメモリ（
ＤＭ）　２に格納する。

１つの而（線）についてのクリッピングは、　ＡＬＩｌ
ｌによる以下の処理により実行される。

先ず、ｉＪ　〜ｎ−１についてステップ５２−１゜５２
−２を順次実行する。

ステップＳ２−１−＊ｐｉ、ｐｉ＋１がそれぞれウィン
ドウの内側にあるか外側にあるかを調べる。

ステップ５２−２・−ステップ５２−１の結果に応じて
次のいずれかを実行する。ここで、Ｑ（ｉ）を頂点ｉの
次に接続している頂点の番号を示すポインタとする。

■　Ｐ　ｉ　＋　Ｐ　ｉ　＋　１　ともに外側のときは
何もしない。

■　Ｐ　ｉ　＋　Ｐ　ｉ　＋　１　ともに内側のときは
Ｑ（ｉ）−ｉ＋１とし、頂点データＶ、ポインタ領域に
ｉ＋１を書き込む（第２図参照）。

■　Ｐｌが内側、Ｐｉｌｌが外側のときは、辺ＰｉＰｉ
＋１とウィンドウ面（線）との交点（田楽点）を求め、
Ｑ（ｉ）・田楽点番号とし、田楽点番号で識別される田
楽点データＣＯ（第２図参照）をデータメモリ（ＤＭ）
　２に作成するとともに、頂点データ■１ポインタ領域
に田楽点番号を書き込む。

■　Ｐ、が外側、Ｐ、＋１が内側のときは、辺Ｐ、Ｐ、
◆１とウィンドウ面（線）との交点（田楽点）を求め、
Ｑ（入交点番号）・ｉ＋１とし、入交点番号で識別され
る大交点データＣ＋（第２図参照）をデータメモリ（Ｄ
Ｍ）　２に作成するとともに、Ｃ１ポインタ領域にｉ＋
１を書き込む。

以上の処理がｉ−０〜ｎ−１について終了すると、ステ
ップ５２−３以降の処理に進む。

ステップＳ　２−３−・・クリップ面がｙ−一定の場合
にはＸ１ｌｌａＸの順に、クリップ面がＸ−一定の場合
には３’ａａＸの順に、各大交点、田楽点についてＱ（
田楽点番号）−入交点番号とし、Ｃ，ポインタ領域に入
交点番号を書き込む。

ステップ５２−４−大交点を１つ選び、Ｑを用いて連続
する点列を次々に求め最初の大交点にもどったら１多角
形とする。この処理を入なお、上記における交点計算と
してはいくつかの方法があるが、ここでは中点分割法を
用いる。

本実施例の方式によりＣ言語で記述したときのステップ
数を、　Ｓ−Ｈ法及びトＡ法によるステップ数と比較し
た結果を次の第１表に示す。なお５−１１法によるステ
ップ数を基準とした。

第　　１　　表 処理の複雑さはプログラムステップ数にほぼ比例するの
で、第１表により、本実施例における処理の複雑さはＳ
−Ｈ法とほぼ同程度となることがわかる。また、本実施
例によれば、余分な図形要素を生成することがないとい
う利点がある。したがって、ハードウェア、ファームウ
ェアでの実現が容易であり、　ＬＳＩ化も可能となる。

（発明の効果） 、るのみで、余分な図形要素を生成することなく、３し
かも単純な処理内容でハードウェア、ファームウェアで
の実現が容易となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を示すブロック図、第２
図はデータメモリの内容及びデータの詳細を示す図、第
３図は２次元の視野ウィンドウを示す図、第４図は３次
元の視野ウィンドウを示す図、第５図はＳ−Ｈ法による
クリッピング処理例を示す図である。 １・・・算術論理回路（ＡＬＵ） ２・・・データメモリ（ＤＭ） ３・・・マイクロプログラムシーケンサ（ＳＥＱ）４・
・・マイクロプログラムメモリ（ＭＰＭ）５・・・マイ
クロプログラムレジスタ（ＭＰＲ）６・・・内部バス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力した多角形を視野ウィンドウの各面又は各線ごとに
   順次クリッピングすることにより、視野ウィンドウから
   はみ出る多角形部分を取り除いて出力するクリッピング
   処理方式において、 多角形の各辺のそれぞれの端点が視野ウィンドウの内側
   にあるか外側にあるかを判定し、 その判定結果にしたがって、少なくとも辺と視野ウィン
   ドウ境界との交点（入交点、出交点）又は視野ウィンド
   ウ内の端点を順次抽出するとともに、ウィンドウ境界上
   の入交点、出交点生成規則を利用し、次に接続すべき頂
   点を指定するポインタ値を設定し、 該ポインタ値にしたがって、前記交点及び前記視野ウィ
   ンドウ内の端点を基に、出力すべき多角形を作成するこ
   とを特徴とするクリッピング処理方式。