JPS6325784A - コンピュ−タグラフィックス方法および装置 - 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） この発明はコンピュータグラフィックス方法および装置
に係り、特にビデオスクリーン上に表示するラインセグ
メントの生成に関する。

（従来の技術） 多くのコンピュータグラフィックスシステムは、エレク
トロニックペンを使用することによってスクリーン上に
形（シェープ）を作成することを利用者に可能としてい
る。このペンは利用者によって、あたかも紙の上でスケ
ッチするかのようにしてスクリーンあるいは特定のタブ
レットを横切って移動される。この硬ンの位置はシステ
ムによりて繰り返し検出され、そして表示された画像は
各検出位置において選択された形の画像を示すために繰
り返しアップデートされる。この形はブラシシェープの
ように参照される画素のかたまりである。幾つかのシス
テムはブラシシェープの選択を可能とする。

新しく検出された位置と先に検出された位置におけるブ
ラシシェープとの間のギャップは（たとえあるにしても
）ブラシシェープの直線でもって満たされる。このよう
な短かい直線画像のシＩＪ−ズはスクリーンを横切って
構築されるラインセグメントとして知られている。この
セグメント長はペンが移動されるときの速度および４ン
位置が検出されるときのレートに依存している。

直線セグメントを描画するための一つの既知の方法は第
１図および第２図を参照することによって理解すること
ができる。第１図は２１画素のかたまりである代懺的な
ブラシシェープ１０を示している。このブラシシェ−ｆ
ｚｏは通常の表示距離で表示されるときディスグレイ上
に小さな丸形スポットとして現出することになる。

第２図は上記ブラシシェープ１ｏのようなブラシシェー
プのシリーズによって形成されたラインセグメント１２
を示している。このラインセグメント１２は、互いに重
なるブラシシェープＩＯが各スクリーン位置に集中され
て配置された２１個からなる。このブラシシェープ１ｏ
が互いにがなりの範囲で重なっているということが第２
図からみて明らかである。例えば、中心部１４ｈおよび
１４ｂに集中される２重影形状部は共通の１４画素を有
している。

第２図のようなグラフィックス表示を生成するためのハ
ート°ウェアは各画素に対応する蓄積素子を有する画像
メモリを共通に含んでいる。これらの素子に入力される
データは対応する画素の色や輝度等のステートを規定す
る。第２図の表示は次のようにして構築される。各中心
部１４のスクリーン位置は決定され、且つその画素は対
応する蓄積素子に評価データをストアすることによって
設定される。ブラシシェープを表示するのに必要な他の
画素群の同一物はその画素上に集中化されると共に算出
され、これらの画素群は同様に設定される。一つの中心
部（位置）７４に集中された完全なブラシを生成すると
、そのプロセスは次の中心部（位置）Ｊ４に集中される
他のブラシシェープを生成するために、且つ全体のブラ
シ７エーグが生成されてしまうまで繰シ返えされる。

（発明が解決しようとする問題点） このテクニックに関した一つの問題がある。ブラシシェ
ープは円滑なラインセグメント１２を形成する目的で混
合しようとするために、各中心部１４は近接して配置さ
れなければならないが、このことはブラシシェープの重
なりの高い度合いを持たらす。各画素の生成は２１個の
画素の位置の計算およびそれらの画素を設定するために
２１＠の蓄積素子をアドレスすることを必要とする。こ
のようにして４６２（２１Ｘ２２）　もの計算とアドレ
ス操作がラインセグメントＪ２を表示するために遂行さ
れる。しかしながら、この多量な処理は重複のために過
剰である。このラインセグメント１２は１４６個の別個
の画素のみからなる。

この発明の目的は設定する画素に含まれる重複操作を軽
減あるいは消去することにより、効率よく表示するライ
ンセグメントの生成を提供することである。

（問題点を解決するための手段と作用および効果〕この
発明はビデオスクリーンに表示するラインセグメントの
生成方法を提供するものであり、上記ラインセグメント
が一つの中間セクションおよび二つの周辺セクシ宣ンと
に生成中に概念的に分割され、上記中間セクションが上
記ラインセグメントのスロープに従って互いに関連して
長手状に配置される画素群の並列バー群のシリーズとし
て生成され、且つ上記各周辺セクションが上記中間セク
ションに隣接すると共に、上記ラインセグメントを描く
ために使用される概念的なブラシシェープによって決定
されるアウトラインを有している。

並列バー画素のシリーズからなる中間セクションの使用
は、各画素が一方のバーのみの部分全形成し、且つそれ
で一度のみで設定されることになるということを意味す
る。周辺セクションを生成するのに必要な操作は、第２
図の方法におけるブラシシェープを生成するのに必要と
されるそれらのような複雑性と実質的に同じである。こ
のようにして、この発明の方法は必要とされる計算量の
節約を提供し、且つ生成速度の上昇を可能とする。

この発明の好ましいフィーチェアは特許請求の範囲第１
項に従属する従属的な請求の範囲群に規定される。

この発明はさらにビデオスクリーンに表示するラインセ
グメントの生成装置を提供するものであり、この生成装
置は上記ラインセグメントのだめの一つの中間セクショ
ンおよび二つの周辺セクションを生成する生成手段を具
備し、上記周辺セクシＷ／が上記中間セクションに隣接
しており、上記生成手段が上記ラインセグメントのスロ
ープに従って互いに関連して長手状に配置される画素群
の並列バー群のシリーズを表示するために動作可能な手
段と、上記ライ／セグメントを描くために概念的に使用
されるブラシシェープに依存して表示される上記各周辺
セクションのアウトラインを決定するために動作可能な
手段とを具備している。

（実施例） この発明による方法およびこの方法を実行するのに適し
た装置の実施例は一連の図面の符号を参照して以下に詳
細に説明される。

第３図は上記第２図のラインセグメント１２と同様のア
ウトラインを有するラインセグメント２０の表示を示す
。しかるに、それの生成において、上記ラインセグメン
ト２０は一つの中間セクション２２と二つの周辺セクシ
ョン２４ｈ　、２４ｂに概念的に分割される。破線＃２
６は上記各セクションの境界群を示している。

第３図において、上記中間セクション２２は影線を付し
て且つ影線を付さないで交互に示されているように、画
素群からなる並列バー＃２８のシリーズとして生成され
る。このバー群２８はラインセグメント２０のスロープ
に従って互いに関連して配置され、それで上記中間セク
タ、７２２は一定幅のスロープ状ラインセグメントであ
る如く観察者に対して現出する。上記バー群２８はディ
スプレイの走査ラインに沿って存在しているので、後述
するハードウェアにより、簡単に生成される。

上記周辺セクション２４ｍ　、２４ｂは上記中間セクシ
璽／２２に隣接し、且つ上記ラインセグメント２０を描
くために概念的に使用されるブラシシェープによって決
定されるアウトラインを有している。第３図においても
、第２図に使用された第１図のようなブラシシェープ１
０が概念的に使用されている。各周辺セクシヨン２４＆
、２４ｂは、それぞれブラシシェープの中心を通ると共
に上記ラインセグメント２０の方向に垂直な線２６に沿
ってプラシシェ−７”１ｏを分割したような形に近似し
たアウトラインを有している。このようにして、上記中
間セクション２２は、上記ラインセグメント２０と同じ
勾配をもつ二つの長辺および上記周辺セクシ磨ン２４ｍ
　、２４ｂＫ接する二つの垂直短辺を有するような略長
方形である。上記ブラシシェープｌθが円形に現出され
るので、上記各田辺セクション２４ｍ　、２４ｂは半円
形である。

上記「スロープ」なるタームはここでは当然に画素表示
の本質的な不連続性に関して用いられている。これはこ
のタームが通常では有する正しい幾何学的な意味で傾斜
であるということを避ける。

例えば上記ブラシシェープ１０のアウトラインは常に垂
直か水平のいずれかである。しかしながら、上記ブラシ
シェープ１０が示す概念的な円による類推でもって、こ
のブラシシェープ１０はその７９トラインの周囲で円滑
に変化するスロープをもつと考えることができる。同様
に、上記中間セクション２２の各エツジの階段状アウト
ラインは十分に規定されたスロープをもつ直線の不連続
表出で、１）、且つこのスロープの値は上記中間セクシ
ヨン２２の各エツジに帰することができる。上記スロー
プがθ°から３６０°ｔで連続的に変化することになる
ということもこの類推より知られる。上述したよう罠、
上記中間セクタＮ／２２の各エツジは上記周辺セクショ
ン２４ｈ、２４ｂのアウトラインの各終端での接線と考
えることができる。

第４図はこの発明の方法を実行するためのハードウェア
の一例を示している。これは各画素をそれぞれ示す蓄積
素子群３２のアレイ３ｏからなる画像メモリを含んでい
る。上記蓄積素子群３２は、ビデオディスプレイによる
使用のための標準ビデオ信号に基いて形成する出力３８
を生成するために、ビデオクロックパルス発生器３６の
制御下で、ビデオアドレス発生器３４により、順次にア
ドレスされる。

上記蓄積素子群３２の内容は、表示される画像を決定す
るものとして、：７ンピエータ４ｏにより設定される。

これは、蓄積素子群３２を個別的にアドレスするために
、パス４４を介して第２のアドレス発生器４２を制御す
る。−度アドレスされると、データはデータポート４６
を通してコンピュータ４σにより各蓄積素子中に書込ま
れ、且つ上記パス４４の手段を介してコンビエータ４ｏ
に結合される。

上記コンビエータ４ｏによる上記ラインセグメント２０
の生成動作は第５図を参照して以下に述べられる。

このプロセスは変数″″ＲＨＲＨサイド゛ＬＨサイド＃
をイニシャライズするステンｆｓｏで開始される。これ
らは各走査ラインにおいて上記ラインセグメント２０の
各エツジでの画素を同定するのに使用される。第５図は
ゼロに設定されている”ＬＨサイド”および”　ＲＨサ
イド”を示している。当然他の初期値群がスクリーン上
の上記ラインセグメントの位置に従って選択されている
ものとする。

以下の説明において、“ＲＨサイド”および’　ＬＨサ
イド″は双方とも初期時の画素５ノ（第３図参照）を示
しているものと仮定する。

上述した検出において、左手（ＬＨ）エツジ（第３図の
５２ａ）での周辺セクンＮノのスロープは、ステップ５
４で、表示すべきラインセグメントのスロープと比較さ
れる。若し、この周辺セクションのスロープが太きいと
判定されたら、＠ＬＨＬＨサイドテップ５６で、このと
き用いられているブラシシェープに従って選択された値
に設定されているので、この周辺セクションはこのブラ
シシェープで描かれて現出することになる。この場合、
ステップ５６￥′ｉ、画素５２ａ（第３図参照）を同定
スルタめに＠ＬＨサイズ″ヲ先ず設定することになる。

ステップ５８において、周辺部分の右手（ＲＨ）エツジ
（第３図の５２ｂ）のスロープは、ラインセグメントの
スロープと比較され、それが若し小さいと判定されるな
らば、ステップ６ｏにおいてブラシシェープに従って＠
ＲＨサイドが設定される。この場合、“Ｒ１（サイドの
初期値は上記周辺セクション２４ｇの右手（ＲＨ）エツ
ジ５２ｂを示す。従って、その周辺部分のスロープは垂
直であり、且つ既にラインセグメントのスロープｔ−［
、ｔている。’　ＲＨサイドはこのようにしてステップ
７６によシセグメントスローグに従って先ず設定され、
且つ画素５２ｂ（第３図参照）を示す。

上記蓄積素子群３２は、’　ＬＨサイドおよび”ＲＨサ
イドによって同定化された各１Ｉｌｌｉｉ累ならびにこ
れらの各エツジ間の各画素に対応していると共に、それ
ぞれステップ６２において、ラインセグメント表示のた
めに選定された色等を表示するために、これらの画素に
設定するためのデータによりアドレスされると共にロー
ドされる。

その後において、若し上記生成が完全でないなら、すな
わち、二つの周辺セフシーＪ７と一つの中間セクション
が完成されていないなら、このプロセスは、次のより上
の走査ラインに関してステップ５４での判断を繰り返す
ために、ステップ６４かも戻される。

ステップ５６では、生成されているラインセグメントの
スロープに等しい周辺部分の右手（ＲＨ）エツジのスロ
ープを判断ステップ５４が決定するまで、ブラシシェー
プのアウトラインを周辺領域２４ａに与えるために、ブ
ラシシェープに従って“Ｌ）（サイド″に対する値を繰
り返し割り当てることになる。これは、”　ＬＨサイド
が第３図の画素６６を同定するときに起る。それから、
ステップ６８と７０が、各走査ラインでの中間部分の左
手（ＬＴ（）エツジを同定するために引き継ぐ。ステッ
プ７０は、次のラインの上にして且つラインセグメント
のスロープを有する一つのライン上に存在し且つ“ＬＨ
サイド″によって現在同定された画素を通して通過する
画素を同定する”ＬＨサイド″に対する値を割り当てる
。“ＬＨサイド″は、判断ステップ６８で中間セクショ
ンの左手（ＬＨ）エツジがラインセグメントの終端に位
置される（および周辺セクタｗ　７２４　ｂを形成する
）ブラシシェープに対する接線であるということを決定
するまで、ラインセグメントのスロープに従って、ライ
ンパイラインで続けられる。これは各周辺セレクション
によって示される各ブラシシェープの中心間の垂直距離
で実行されるステップ７０の回数を比較することにより
、簡単に成し遂げられることになる。各イ直は、周辺セ
クション２４ｂが完成されるまで、ステップ７２によっ
てブラシシェープのアウトライン（周辺セクション２４
ｂ）に従って”　ＬＨサイド′に対して順次に割り当て
られる。

同様にして、ラインセグメントのスロープに等しく生じ
る周辺セフシロンの右手（ＲＨ）エツジのスロープが判
断ステップ５８で決定される”まで、ステップ６０によ
り”　ＲＨＨ４Ｆに対して、ラインパイラインで新しい
イ直が割り当てられる。第３図に示される例において、
これは上述したように即座に起る。ステップ７４．７６
は”ＲＨサイドの値を変更するために次の一連のライン
に対して引き継がれ、それでラインセグメントのエツジ
は、上限の周辺セクション２４ｂに対する接線であるラ
インセグメント２０の右手（ＲＨ）のエツジが判断ステ
ップ７４で決定されるまで、繰り返えし実行される。こ
の周辺セクション２４ｂの右手（ＲＨ）のエツジはそれ
からそのブラシシェープに従ってステップ７８によって
形成される。

要約するに、第５図に示されたプロセスはラインセグメ
ントの部分を形成する各ラインに対して各エツジ画素の
位ｆを決定する。これらの画素群は対応する蓄積素子群
３２をアドレスすることによって設定することができる
。この各エツジ画素が決定されると、各エツジ画素間の
画素群は、蓄積素子ｎ３２に対応するラインを走査する
ことにより、各画素のバーを生成するために設定される
。

上記ラインセグメント２０を描くために使用される概念
的なブラシシェープは、ステップ５６゜７２．６０およ
び７０での各値を割り当てるために使用されるアルゴリ
ズムを変更することにより、変更することができる。

上述した方法はアンチーアリアシングを使用するライン
描出システムに好適する。若し、ブラシシェープが高精
細度形態でストアされているなら、実際の画素群間にあ
るラインセグメントの理想的な位置は簡単に算出するこ
とができ、且つ使用されるアンチ−アリアク／グフィル
タファンクシッンを選択するために用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の直線セグメントを描出方法を説
明するための図、 第３図はこの発明によって生成されたラインセグメント
を光示するスクリーンを図式的に示す図、第４図は第３
図のスクリーンのためのビデオ出力を生成する装置のブ
ロック図、および第５図は第４図のコンビエータによっ
て実行される処理ステップを示すフローチャートである
。 ２０・・・ラインセグメント、２８・・・バー群、２２
・・・中間セクシ田ン、２４ｍ　、２４ｂ・・・周辺セ
クシ冒ン、２６・・・境界群、３０・・・アレイ、３２
・・・蓄積素子群１，７４・・・ビデオアドレス発生器
、３８・・・出力、４０・・・コンビエータ、４２・・
・第２のアドレス発生器、４４・・・パス、４６・・・
データポート。

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. （１）ラインセグメントが一つの中間セクションと二つ
   の周辺セクションとに生成中に概念的に分割され、上記
   中間セクションが上記ラインセグメントのスロープに従
   って互いに関連して長手状に配置される画素群の並列バ
   ー群のシリーズとして生成され、且つ上記各周辺セクシ
   ョンが上記中間セクションに隣接すると共に上記ライン
   セグメントを描くために概念的に使用されるブラシシェ
   ープによって決定されるアウトラインを有していること
   を特徴とするビデオスクリーン上に表示するラインセグ
   メントを生成する方法。
2. （２）上記ラインセグメントのエッジを示す二つの画素
   が上記スクリーンの各画素ラインに対しラインパイライ
   ンで決定されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。
3. （３）上記ラインセグメントの内部領域を示す画素群が
   上記各エッジを示す上記各画素に対する照合によって順
   次に決定されることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   に記載の方法。
4. （４）上記中間セクションの部分を形成する各画素ライ
   ンについて、上記各エッジ画素の画素ラインに沿った位
   置が上記ラインセグメントのスロープおよび上記各エッ
   ジ画素の隣接するラインの各位置に対する照合によって
   決定されることを特徴とする特許請求の範囲第２項また
   は第３項のいずれか１項に記載の方法。
5. （５）上記周辺セクションの一つの部分を形成する各画
   素ラインについて、少なくとも一つのエッジ画素の画素
   ラインに沿った位置が、上記ラインセグメントの終端に
   概念的に集中される上記ブラシシェープにおける上記ス
   クリーン位置および上記ブラシシェープに対する照合に
   よって決定されることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項乃至第４項のいずれか１項に記載の方法。
6. （６）上記ラインセグメントの表示が一つの周辺セクシ
   ョンで開始することにより生成されることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項乃至第５項のいずれか１項に記載
   の方法。
7. （７）上記ラインセグメントの各エッジについて、上記
   エッジ画素の位置が、上記ラインセグメントのスロープ
   に等しい上記ラインセグメントのエッジのそれからなる
   スロープまで上記ブラシシェープに従って連続的な表示
   ライン群として決定されることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項に記載の方法。
8. （８）上記中間セクションにおける上記ラインセグメン
   トの各エッジについて、上記エッジ画素の位置が上記ラ
   インセグメントと同じスロープを持つエッジ群で決定さ
   れ、且つ上記エッジは該エッジが上記ラインセグメント
   の終端に概念的に集中された上記ブラシシェープに対す
   る接線となるまで上記中間セクション中にあるとみなさ
   れ、且つ連続的な表示ライン群において、上記ラインセ
   グメントのエッジが一つの周辺セクション中にあるとみ
   なされることを特徴とする特許請求の範囲第６項または
   第７項のいずれか１項に記載の方法。
9. （９）上記ブラシシェープが選択可能であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか１項
   に記載の方法。
10. （１０）上記表示が各画素群に対応する複数の蓄積素子
    群を有する画像メモリをアドレスすることによって生成
    される特許請求の範囲第１項乃至第９項のいずれか１項
    に記載の方法。
11. （１１）上記ブラシシェープが高精細度形態でストアさ
    れ、上記ラインセグメントのエッジの理想的な位置が上
    記画素群によって提供されるよりも高精細度で各走査ラ
    インについて算出され、且つ各理想的な位置が上記ビデ
    オスクリーンに供給される信号に対して適用されるべき
    アンチ−アリアシングフィルタファンクションを選択す
    るために使用されることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項乃至第１０項のいずれか１項に記載の方法。
12. （１２）ラインセグメントのための一つの中間セクショ
    ンと二つの周辺セクションとを生成するための生成手段
    を具備し、上記各周辺セクションが上記中間セクション
    に隣接しており、上記生成手段が上記ラインセグメント
    のスロープに従って互いに関連して長手状に配置される
    画素群の並列バー群のシリーズを表示するために動作可
    能な手段と、上記ラインセグメントを描くために概念的
    に使用されるブラシシェープに依存して表示される上記
    各周辺セクションのアウトラインを決定するために動作
    可能な手段とを含んでいることを特徴とするビデオスク
    リーン上に表示するラインセグメントを生成する装置。
13. （１３）上記スクリーンの各画素ラインにおける二つの
    画素を同定するために動作可能な手段をさらに具備し、
    上記同定された各画素が上記ラインセグメントの各エッ
    ジを示していることを特徴とする特許請求の範囲第１２
    項に記載の装置。
14. （１４）上記同定手段が上記同定された各エッジ画素に
    対する照合によって上記ラインセグメントの内部領域を
    示す画素群を順次に同定することを特徴とする特許請求
    の範囲第１３項に記載の装置。
15. （１５）上記同定手段が上記ラインセグメントのスロー
    プおよび隣接する上記各エッジ画素の位置に対する照合
    によって上記中間セクションの部分を形成する各画素ラ
    インについて上記各エッジ画素を同定する特許請求の範
    囲第１３項または第１４項のいずれか１項に記載の装置
    。
16. （１６）上記周辺セクションの一つの部分を形成する各
    画素ラインについて、上記同定手段が上記ラインセグメ
    ントの終端に概念的に集中される上記ブラシシェープに
    おける上記スクリーン位置および上記ブラシシェープに
    対する照合により少なくとも一つのエッジ画素の上記画
    素ラインに沿った位置を決定するために動作可能である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１３項乃至第１５項
    のいずれか１項に記載の装置。
17. （１７）上記生成手段が上記中間セクションを生成する
    前に一つの周辺セクションを生成するために動作可能で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第１３項乃至第１
    ６項のいずれか１項に記載の装置。
18. （１８）上記同定手段が上記ラインセグメントのエッジ
    群のスロープを算出するためのスロープ手段を具備する
    と共に、上記同定手段が、上記ラインセグメントの各エ
    ッジについて、上記ラインセグメントのスロープに等し
    い上記ブラシシェープのエッジのそれからなるスロープ
    まで上記ブラシシェープに従って各画素ラインに対する
    エッジ画素を同定するために動作可能であると共に、上
    記中間セクション中にあるエッジとみなすことにより画
    素群を同定するために連続的なライン群で動作可能であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１７項に記載の装
    置。
19. （１９）上記中間セクションにおける上記ラインセグメ
    ントの各エッジについて、上記同定手段が上記ラインセ
    グメントと同じスロープを持つエッジ群でエッジ画素群
    を同定すると共に、上記同定手段は上記スロープ手段が
    上記ラインセグメントの終端に概念的に集中された上記
    ブラシシェープに対する接線となる対応エッジを決定す
    るまで上記中間セクションに存在するエッジ画素群を同
    定し、且つ連続的なライン群において、上記同定手段が
    一つの周辺セクションに存在するエッジ画素群を同定す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１７項または第１
    ８項のいずれか１項に記載の装置。
20. （２０）上記ラインセグメントを描くために概念的に使
    用される上記ブラシシェープを変更するためにオペレー
    タに反応されると共に、１組のブラシシェープを示すデ
    ータをストアするための手段をさらに具備することを特
    徴とする特許請求の範囲第１２乃至第１９項のいずれか
    １項に記載の装置。
21. （２１）各画素群に対応する複数の蓄積素子群を有する
    画素メモリと、表示すべき上記ラインセグメントを惹起
    して上記蓄積素子群にデータをストアするために上記生
    成手段に応じて動作可能な手段をさらに具備することを
    特徴とする特許請求の範囲第１２乃至第２０項のいずれ
    か１項に記載の装置。
22. （２２）上記ブラシシェープを高精細度形態で示すデー
    タをストアするための手段と、上記画素群によって提供
    されるよりも高精細度で各画素ラインにおける上記ライ
    ンセグメントの理想的なエッジ位置を決定するために動
    作可能な手段と、上記ビデオスクリーンに供給される信
    号に対して適用されるべきアンチ−アリアシングファン
    クションを選択するために上記算出された理想的な位置
    群に応じて動作可能なアンチ−アリアシング手段とをさ
    らに具備することを特徴とする特許請求の範囲第１２項
    乃至第２１項のいずれか１項に記載の装置。