JPS63292378A - 画像作成装置 - 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、例えばコンピュータグラフィックスに用い
て好適な画像作成装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、多角形を一定方向のラインの多数の集合と
して表わすとともに、ライン毎の、所定パターンの輝度
の開始点と終了点ならびにその所定パターンの１単位の
輝度データをメモリに記憶するように構成することによ
って、フレームメモリに表示画面全体分の各画素ごとの
輝度を書き込む場合に比べて必要なメモリの容量を削減
できるようにした、画像作成装置を提供するものである
。

〔従来の技術〕

Ｌ！ｆｌ像表示装置、例えばコンピュータのディスプレ
イ装置を用いて、立体の対象物を２次元画像で立体的に
表現するのに、２次元画像にシェーディングを施す、す
なわち、陰影をつける方法がある。

この陰影を付ける方法の一つとして、いわゆるコンスタ
ントシェーディングが知られている。これは、一つのポ
リゴン内の輝度は一定とする方法である。

第６図は、このコンスタントシェーディングの説明図で
あり、（１）は多数の画素からなる、ディスプレイ装置
の表示画面、（２）は球体の２次元画像、（３）は画ｍ
　（２）を形成する多数のポリゴンすなわち多角形（こ
の例では６角形）　、（４１は水平スキャンラ−（ン、
（２８）はｉ！Ｉ像（２）の陰影部分を斜線で示したも
のである。そして、ｉ１Ｍ素の位置はＸＹ座標で表わす
ものであり、図において、横方向がＸ方向そして縦方向
がＹ方向である。

なお、各水平スキャンラインとポリゴン（３）の辺との
２つの交点間をそのポリゴンの部分と区別できる別の色
や輝度で表わすことにより、ポリゴンを表示するように
されており、コンスタントシェーディングでは、１つの
ポリゴン内の輝度が一定とされるわけである。

この場合、一般には各走査線毎の各画素の輝度データが
フレームメモリに書き込まれ、そしてこのフレームメモ
リから順次続み出された輝度データに従って、表示ｉｉ
　１ｌｉｉ　（１）上に画像が表示される。

この場合、各画素毎にその輝度データが畜き込まれるた
め、その書き込み速度が遅い。

ところで、このフレームメモリへの各画素毎の輝度デー
タの書き込みの際、コンスタントシェーディングの場合
には、同じポリゴン内では同じ輝度値を書き込む。そこ
で、この点に着目して、画素毎にメモリに書き込むので
はなく、ポリゴンのうちの１ライン分ずつの輝度データ
の書き込みを同時に行なう技術が提案された（日経バイ
ト、１９８６年４月号第８６頁〜第９９頁参照）。この
ようにすれば、書き込みがライン方向に並列に行なわれ
るので、その書き込み速度は飛躍的に向上する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、コンピュータのディスプレイ装ＦＩｔ等の画
像表示装置は、今後増々、小型化、低価格化、低電力化
されることが考えられ、これに対応するためにはメモリ
の容量を削減しなければならない。

しかし、上述の従来の技術では、いずれもメモリは、個
々の１１！ＩＩ素にそれぞれ対応する輝度データが、全
て書き込まれるように構成されているので、フルフレー
ムメモリを必要とし、メモリの容量を削減することは出
来なかった。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、多角形を一定方向のラインの多数の集合と
して表わすとともに、ライン毎の所定のくり返しパター
ンの輝度の開始点と終了点の情報と、その間の所定パタ
ーンの１車位の輝度情報を発生する画像情報発生手段（
５）と、開始点、終了点及び輝度情報を記憶するメモリ
（６）と、このメモリ（ら）からのライン毎の開始点、
終了点及びｗＬａ情報から開始点と終了点との間を所定
パターンの輝度とする走査信号を発生する走査信号発生
手段（７）（８）とこの走査信号により表示画が画かれ
る表示手段（９）からなる。

（作用」 ライン毎のくり返しパターンの輝度の開始点と終了点な
らびにくり返しパターンのＩＨ１位の輝度データがメモ
１月６）に記憶される。そして、走査信号発生手段（７
１（８１からの読み出し信号に従って、メモリ（６）か
ら記憶された開始点、終了点ならびにくり返しパターン
の１ｍ位の輝度データが読み出され、走査信号発生手段
（７１（８）に供給される。そして、これらのデータに
従って、走査信号発生手段＋？）　＋８）で走査信号が
形成され、それが表示手段（９）に出力され多角形が表
示される。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例を示す図であり、１つの
ポリゴン内は）司−輝度とするコンスタントシェーディ
ングを用いた場合の例を示す。

図において、（５）はポリゴンスキャンラインコンバー
タ、（６）はメモリ、（７）はラスクスキャン信号生成
器、（８）はＤ／Ａ変換器、（９）はＣＲＴ等のディス
プレイ装置である。なお、ディスプレイ装置（９）の表
示画面は、例えば、２５６　Ｘ　２５６の画素からなり
、最上部の左端部分の画素アドレス（Ｙ、Ｘ）を（０，
Ｏ）とする。

ポリゴンスキャンラインコンバータ（５］には、画面に
表示するポリゴンデータすなわち、ポリゴンの各頂点の
位置を不すＸＹ座標のデータ、すなわち画素のアドレス
、そしてそのポリゴン内の輝度を示すデータが供給され
る。すると、コンバータ（５）は、このポリゴンデータ
からポリゴンの各頂点間の辺を近似計算によって求め、
各スキャンラインとこの辺との交点すなわち、そのスキ
ャンラインのポリゴンについての開始点と終了点の位置
を計算する。つまり、ポリゴンデータは各水平スキャン
ラインについてのポリゴンの開始点、終了点、ならびに
その間の輝度を示す画像データに変換される。

この画像データは、メモリ（６）に供給され記憶される
。メモ１月６）に記憶された画像データの一例を第２図
に示す。

同図において、Ｙｉはディスプレイ装置（９）の表示画
面の画素のＹ方向アドレスに対応したスキャンラインの
ライン番号、Ｘ＾、ＸｓはスキャンラインＹｉとポリゴ
ン（１）の辺との２つの交点であり、このポリゴン１の
開始点ＸＧおよび終ｒ点ＸＥを示すＸ座標のデータ、ｌ
＾はＸ＾、Ｘ、の間の画素の輝度（あるいは単一色の信
号レベル）を示すデータ、ｘＢ、ｘｃはスキャンライン
Ｙｉ上の次のポリゴン２の開始点Ｘｓ及び終了点Ｘｓｃ
を示すＸ座標のデータ、１Ｂはｘｓ、ｘｃの間の画素の
１１ｉＬＩｔを示すデータである。この様な様式で各ス
キャンライン毎にポリゴンの開始点、終了点、そしてそ
の間の輝度を不すデータがメモリ（６）に記憶される。

ラスクスキャン信号生成器（７）からのデータ読み出し
信号がメモリ（６）に供給され、この読み出し信号に応
じて、各ポリゴン毎のデータがメモリ（６）から信号生
成器（７）に順次供給される。そして、信号生成器（７
）からラスクスキャン信号が、信号生成器（７）、Ｌ）
／Ａ変１１！！器（８）を介して、ディスプレイ装置（
９）に供給され、ディスプレイ装置（９）の表示画面が
走査されて、画像が表示される。

第３図はラスクスキャンライン信号生成器（７）の−例
のブロック図である。

同図において、（１０）　　（１１）は、Ｄフリツブフ
リップからなるシフトレジスタ、（１２）はメモリ（６
）から輝度データｌを取り込み後述するコンパレータ（
１３）からのイネーブル信号Ｅを受けて、輝度データ！
をＬ）／Ａ変換器（８）に出力するレジスタである。（
１３）は各スキャンラインについてのポリゴン内の部分
を検出し、これに応じて、レジスタ（１２）へイネーブ
ル４ｆ１号Ｅを出力するコンパレータである。　　（１
５）は、ディスプレイ装置（９）の表示画面に表示する
画素のＸ方向のアドレスを示すカウント値をコンパレー
タ（１３）に出力し、画面の最左端の１！！ｊ素アドレ
ス、例えばｒ２５５Ｊをカウントする毎に、パルス信号
を後述するＹ方向カウンタ（１６）に出力するＸ方向カ
ウンタであり、（１４）は、＋１！Ｉｉ素のＹ方向のア
ドレスを示すカウント値をＸ方向カウンタ（１５）から
のパルス信号に応じて、メモリ（６）に出力するＹ方向
カウンタである。（１６）はレジスタ（１２）、コンパ
レータ（１３）、Ｘ方向カウンタ（１５）に基準となる
クロックパルスを出力するクロックパルス発生回路であ
る。

各スキャンラインの最左端に位置する画素のＸ方向のア
ドレス、すなわち「０」を示す信号が、Ｘ方向カウンタ
（１５）からコンパレータ（１３）に出力されると、こ
のコンパレータ（１３）は、読み出しクロックをメモリ
（６１に供給する。すると、メモ１月６）からは、ポリ
ゴン１の画像データが出力され、Ｙ方向カウンタ（１４
）からのカウント値によって示されたスキャンラインＹ
ｉのポリゴン１の開始点を示すＸ座標データＸΔがレジ
スタ（１１）にラッチされ、終了点を示すＸ座標データ
Ｘ８がレジスタ（ｌＯ）にラッチされる。続いて、輝度
データｌ＾がレジスタ（１２）に取り込まれる。コンパ
レータ（１３）はレジスタ（１０）　　（１１）からＸ
座標データＸ　Ａ　＋　　Ｘ　Ｂを取り込み、Ｘ方向カ
ウンタ（１５）のカウント値とこのＸ座標データＸ　Ａ
　＋　　Ｘ　Ｂとを比較し、カウント値がＸＡ以上でＸ
Ｓ以下の場合には、イネーブル信号Ｅをレジスタ（１２
）に出力する。すると、輝度データｌ＾がレジスタ（１
２）からＤ／Ａ変換Ｂ　（８）を介して、ディスプレイ
装置（９）に供給され、Ｘ＾とＸＢとの間が輝度■＾と
される。

ポリゴンｌの終了点ＸｓがＸ方向カウンタ（１５）から
コンパレータ（１３）に供給されると、コンパレータ（
１３）はこれに応答して、読み出しクロックをメモリ（
６）に出力する。すると、メモリ（６）からは、ポリゴ
ン２の画像データが出力され、ポリゴン２の開始点ＸＳ
がレジスタ（１１）にラッチされ、終了点ＸＣがレジス
タ（１０）にラッチされる。そして、輝度データＩｓが
レジスタ（１２）に取り込まれる。コンパレータ（１３
）は、ＸＢ、ＸＣと、Ｘ方向カウンタ（１５）のカウン
ト値とを比較し、このカウント値がＸＩを越えて、ＸＣ
以下の場合に、イネーブル信号Ｅをレジスタ（１２）に
出力する。なお、ポリゴンｌの終了点とポリゴン２の開
始点は、共通のＸＢとなっているが、この点の輝度はポ
リゴン１の輝度ｌ＾となるようになっている。したがっ
て、ディスプレイ装置（９）の画面では、Ｘｅ＋１とＸ
Ｃとの間が輝度１Ｂとされる。

以ト、上述した動作と同様な動作が各スキャン毎に順次
くり返し行なわれ、コンスタントシェーディングが行な
われる。

上述した一実施例ではコンスタントシェーディングのみ
が行なわれているが、コンスタントシェーディングのみ
ならず所定パターンの輝度のデータがくり返して発生さ
れるハーフトーン処理も可能な他の実施例について以下
に説明する。

第４図は、このハーフトーン処理の場合のメモリ内の１
ラインの画像データの構成例である。図において、ＪＬ
は輝度の所定パターンの単位長さを示すデータ、（２７
）は輝度ｌの所定パターンの単位パターンデータであり
、この例では、輝度パターンＩへ、ＩＡ、ＩＢとなって
おりＮＬは３である。また、（１７）はコンパレータ（
１３）からの読み出し信号に応じてメモリ（６）からデ
ータＩＬを取り込み、くり返しカウント４３号を発生す
るハーフトーンカウンタ、（１Ｂ）は、ハーフトーンカ
ウンタ（１７）からのくり返しカウント信号に応じてパ
ターンデータ（２７）をレジスタ（１２）に、くり返し
て出力するハーフトーンレジスタである。

なお、単位裂さｆＬが１の時はコンスタントシェーディ
ングが行なわれ、そして、ｆＬが２以上の時はハーフト
ーン処理が行なわれる。

この実施例の全体ブロック図は、第１図に示したものと
同様となるが、その処理内容は次のようになる。

この例ではポリゴンデータとしてはポリゴンの各頂点の
ＸＹＪｉ標を示すデータと、このポリゴン内の輝度のく
り返し単位パターンを不ず輝度パターンデータが、ポリ
ゴンスキャンラインコンバータに供給される。供給され
たポリゴンデータは、ポリゴンスキャンラインコンバー
タによって、スキャンラインについてのポリゴンの開始
点Ｘ＾終了点ｘ８ハーフトーンパターンの長さＮＬｘそ
してその輝度パターン例えばｌ＾＊　　！　７％　＋　
　Ｉ　９を表わす画像データに変換される。この画像デ
ータはメモリ（６）に供給され、そして第４図に示した
画像データの様式で記憶される。

第５図はこの例の場合のラスタースキャン信号生成鼎の
一例を示すもので、第３図と対応する部分には同一符号
を付す。

メモ１月６）に記憶された画像データは、第３図例と同
様にしてＹ方向カウンタ（１４）のスキャンラインを指
定するデータ及び、コンパレータ（１３）からの読み出
しクロックに応じて、メモリから読み出される。そして
、この場合、ポリゴンの開始点を示すデータＸ＾が、レ
ジスタ（１１）にラッチされ、終了点を示すデータＸＢ
がレジスタ（ｌＯ）にラッチされる。続いて、コンパレ
ータ（１３）からのクロックによって輝度パターンの長
さＩＬがハーフトーンカウンタ（１７）にプリセットさ
れ、単位パターンデータ（２７）がハーフトーンレジス
タ（１８）に取り込まれる。そして、ハーフトーンレジ
スタ（１８）は、ハーフトーンカウンタ（１７）からの
長さＪＬをくり返し長さとするくり退しカウント信号に
応じて、単位パターンｌ＾、ｌ＾。

１Ｂをレジスタ（１２）にくり返し出力する。そして、
表示する１ｉ素の位置がポリゴンの開始点Ｘ＾と終了点
ＸＢとの間である時、コンパレータ（１３）からイネー
ブル信号がレジスタ（１２）に出力され、ハーフトーン
レジスタ（１８）からの単位パターン１＾、Ｌ＾、ＩＢ
のくり返しがレジスタ（１２）＆びＤ／Ａコンバータ（
８）を介して、ディスプレイ装置（り）に供給される。

そして、これが各スキャンラインについて順次行なわれ
、ポリゴン内は単位パターンに応じたハーフト−ンで表
示される。

なお、上述の処理を例えば３原色信号Ｒ，Ｇ。

１３のそれぞれについて行なう、ようにすれば、カラー
画像におけるシェーディングを行なうことも可能である
。

また、ラスクスキャンだけではなく、ランダムスキャン
にも、この発明は通用ｉｉＪ能である。

〔発明の効果〕

この発明は、スキャンライン毎の所定の（り返しパター
ンの輝度の開始点と終了点、ならびにこの所定パターン
の１単位の輝度情報をメモリに記憶するようになされて
いるので、必要なメモリの容量を削減出来るという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す図、第２図は画像デ
ータの一構成例を示す図、第３図はラスタスキャン信号
生成器の一例を示す図、第４図は１ラインの画像データ
の他の構成例を示す図、第５図はラスタスキャン信号生
成器の他の例を示す図、第６図はコンスタントシェーデ
ィングの説明図である。 （５）はポリゴンスキャンラインコンバータ、（６）は
メモリ、（７）はラスタスキャン信号生成器、（８）は
υ／Ａ変ＰＡ器、（９）はディスプレイ装置である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多角形を一定方向のラインの多数の集合として表わすと
   ともに、上記ライン毎の所定のくり返しパターンの輝度
   の開始点と終了点の情報と、その間の上記所定パターン
   の１単位の輝度情報を発生する手段と、 上記開始点、終了点及び上記所定パターンの１単位の輝
   度情報を記憶するメモリと、 このメモリからのライン毎の開始点、終了点及び輝度情
   報から、上記開始点と終了点との間を上記所定パターン
   の輝度とする走査信号を発生する手段と、 この走査信号により表示画が描かれる表示手段からなる
   画像作成装置。