JPS6376062A - デイジタル微分解析装置 - 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 本発明は任意の２点間に直線を描画するための座標計算
を行うディジタル微分解析装置に関するものである。

従来の技術 近年、半導体技術の進歩により、コンピュータでも、画
像を取り扱うようになってきている。コンピュータで画
像を生成するコンピュータブラソフイックの分野におい
ても、画像を作る速度が大変重要な問題となってきてる
。画像生成には、２つの作業がある。

まず１番には、第３図のように画像をデータとして持っ
ている点集合を、アフィン変換などで回転、移動、縮少
などを行い、新しい画像データを作る画像変換作業。

２番目としては、その点として持っている画像データを
第４図のように点と点を結ぶ線を作り実際に図形とする
作業がある。

後者の作業は、実際には第５図のように点の集りで線を
表現しており、一般に、ディジタル微分解析機（以降Ｄ
Ｄ人と呼ぶ）を使って、点を打つべき、垂平座標、垂直
座標を求め、ディスプレイメモリのその位置に点を打ち
これを繰り返すことにより線を描いていく。

ここでＤＤＡの動作について説明する。説明の簡略化の
ため描画する直線の傾きは４５°以下とする。

第６図のように点Ｐ０（ｘｏ　、ｙｏ）からＰｎ（ｘｎ
’ｙｎ）へ直線を結ぶとする。但し、格子点上にしか点
を打つことができないので、線を結ぶといっても１点の
集りとして線を表現する。

まず、直線の傾きを求める。この傾きは、Ｘが１増える
ことによるｙの増加分Δｙであり、下式％式％ ｘ””　”　□　　ｔ　Ｖ　”　７０を原点とし、Ｘに
は１を、ｙにはΔｙを順次加算し、Ｘの値とｙの値の整
数部を座標値とすることで点を打つ座標が求められる。

（ｘＯ＝Ｑ＋　７０　＝Ｏ）　＊　（Ｉｎ＝１０　ｅ　
Ｖｎ＝８）とした場合 となる。原点はＸ二ｘ０＝ｏ、ｙ＝ｙ０＝ｏであシ、ま
ず、ｐｏ　（ｘ＝ｏ、ｙ＝ｏ）のｓ標に相当するディス
プレイメモリーのアドレスに点ヲ書く。

次にＸ＝Ｘ−１−に１．Ｙ＝７＋Δｙ　＝　Ｏ十０．８
の計算を行い、２番目に書くべき点の座標Ｐ１（Ｘ二１
．Ｙ＝Ｏ）を求める。

同様にＸ＝Ｘ＋１＝２．７＝７十Δｙ　＝　ｏ、ｓ　十
０．８二１．６の計算によって３番目に書くべき点の座
標点Ｐ２　（Ｘ＝２．Ｙ＝１）が求まる。同様に順次計
算を行うと Ｐ５　（Ｘ＝３．Ｙ＝２） Ｐ４　（Ｘ’、、、４　Ｙ＝３） Ｐ５　（Ｘ＝５　　Ｙ＝４） が求まる。

以上の計算においてＸＬｖ整数部は毎回変化するが、ｙ
の整数部については、小数点以下部とΔｙの加算の結果
が１を越えたとき、すなわち、１の位への桁上げがあっ
たときにｙの整数部が変化している。よって従来のＤＤ
Ａは第７図に示すような構成をとっていた。図に従って
、ＤＤＡの動作を説明する。

１ｏ　１１ＩΔｙの値を記憶するレジスタ、１０３は加
算器１０２によるｙ＋Δｙの計算結果の小数点以下の部
分を取り込むレジスタである。Ｙカウンタ１０４は加算
器１０２からの桁上げ信号をカウントしＹの座標値を出
力し、また、Ｘカウンタ１０５はクロック入力からのク
ロックをカウントしてＸの座標イ直を出力する。

Ｙカウンタ１０４の初期値はｙｏにＸカウンタ１０５の
初期値はＸ。に設定されている。

クロｙりによってＤＤＡは計算を始めるがクロック数に
対する各カウンタとレジスタの変化を次表に示す。

Δｙ　＝ｏ、ｓとすると （以下　余　白） となる。このように、従来ではクロック毎に、前の計算
結果を使い、ｙ座標を求める計算を行い、これによりＸ
　□　ｐ　’／　０からｘｎ”ｎへの線を描いていた。

発明が解決しようとする問題点 第７図に示すＤＤＡはすべて一つ前の計算結果を用いて
次のｙ座標値を求めており、このＤＤＡを並列で動作す
ることができなかった。

以上描く直線の傾きが４５０以下について述べてきたが
４５０以上の場合には、Δｙの替りにΔＸを求め、Ｙ座
標の各点に対してΔＸを用いてＸ座標値の計算を行って
おり、描画速度は第７図に示すものと同一になる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、多少のハー
ドウェアを追加するだけで並列動作可能のＤＤＡを提供
することを目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、描くべき直線
の長さに応じた量だけ、傾きの値をシフトするシフト回
路を有し、該シフト回路の出力によって、ＤＤＡを初期
設定するものである。

作用 本発明は上記した構成により、傾きの値Δｙをシフト量
ｎだけシフト回路によりシフトし、シフト回路の出力の
整数部をＹカウンタの値に加算し、小数点以下部を計算
結果として記憶し、さらにＸカウンタに２ｎを加算する
ことにより、ＤＤＡを２ｎ回計算を行ったのと同じ状態
に設定することで、従来のＤＤＡとの並列化ができ、高
速描画を行うことができる。

実施例 第１図は本発明のＤＤＡの一実施例を示すブロック図で
ある。図は描く直線の傾きが４５°以下とし、シフト回
路により初期化する場合と、各座標値を算出場合を示し
ている。説明を簡単にするため、描く直線の始点Ｐ。を
ｘ０＝ｏ、ｙ０二〇とする。

以下第２図に示す直線を描画する場合について説明する
。

描く直線の始点Ｐ０（ｘ０＝Ｏ，ｙ０＝Ｏ）　　と終点
Ｐｎ（Ｘｎ＝１８．７ｎ＝９）　　とする。この時直線
の傾きΔｙは ！ｎ−Ｘ０　１８ となる。２進数にすると Δｙ　＝　（，１００１）２ 本発明のＤＤＡは、従来のＤＤＡとの並列動作が可能で
ある。ここで、本発明のＤＤＡと従来のＤＤＡの並列に
動作させる場合について説明する。

描画する点の列の前半分、すなわちＰｏからを本発明の
ＤＤＡが描画を行う。

描画をする点の数は始点を除くとｘｎ−ｘｏに相点する
ので今回は１６点となる。

両者のＤＤＡは、計算を始める前にかならず初期設定を
行う。

第７図の従来型のＤＤＡば、従来通りの初期設定が行わ
れる。まず、レジスタ１０１にはΔｙの値が置かれ、Ｘ
カウンタ１０５はｘｏの値が、Ｙカウンタ１０４はｙｏ
の値が置かれる。さらにレジスタ１０３の値１ｄ　Ｘ　
□にセットされる。

第１図の本発明のＤＤＡでの初期設定は次のように行わ
れる。

まず、シフト量検出器４に描画点数が入力される。この
シフト量検出器４は、入力された描画点数の２進で表し
た時の１の立っている最も高位のビットが何ビット目か
を調べ、その値から２引だものをシフト量信号としてシ
フト回路３へ送る。

また、Ｘカウンタ１０６には、ｘｏにシフト量を２のベ
キ乗とした値を加算したものがセットされる。今回、描
画点数が１６すなわち、（１００００）２であり５ｂｉ
ｔ目に１が立っている。よって、シフト量信号は３、ま
たＸカウンタ１０５にばｘ０＋２５がセットされる。こ
れによりシフト回路３は左へ３１）ｉｔシフトしている
状態となっている。

このとき、シフト回路３の出力には、Δｙの値をシフト
量の回数だけ、すなわち２３−８回加算した結果と同じ
値となっている。そこで、シフト回路３の小数点以下の
出力はレジスタ１０３の初期値としてセットされる。Ｙ
カウンタ１０４Ｕシフト回路３の整数部の値にｙ。全加
力したものがセットされる。

以上で本発明のＤＤＡの初期設定が終った。

次にシフト回路３のシフト量入力を零にして、シフトが
行われない状態に戻し、各描画点を算出する計算を従来
のＤＤＡと並列に行う。

次に本発明のＤＤＡの動作について説明する。

本発明のＤＤＡは、従来のＤＤＡと全く同じ動きをする
。クロック入力によりＸカウンタ１０５がカウントアツ
プし、シフト回路３の出力、すなわち、Δｙの値と、レ
ジスタ１０３との加算が加算器１０２で行われ、その計
算結果がレジスタ１０３に記憶される。加算器１０２に
１の位への桁上げ信号が生じたとき、この信号によ６丁
カウンタ１０４がカウントアツプされる。

従来のＤＤＡと本発明のＤＤＡと並動作をさせる場合は
、それぞれ全光に示したように初期設定を行い、ついで
、同一のクロックで実行させるだけでよい。この並列動
作により、１クロツクで２つの座標値が算出される。

次表に始点ｐ００（ｏ＝：Ｑ、７０＝：Ｑ）　　ｌ終点
Ｐｎ（Ｘｎ＝１６．７ｎ＝９）の場合の、それぞれのＤ
ＤＡの各カウンタとレジスタの実行うロックに対する値
を示す。

描画終了は本発明のＤＤＡのＸカウンタ１０５がｘｎに
等しくなった時である。

（以　下金　白） この様に、ＤＤＡの初期設定に、シフト回路３によって
傾きの値Δｙをシフトし、シフト回路３の出力によりＹ
カウンタ１ｏ４．レジスタ１ｏ３の値を、シフト回路３
のシフト量によりＸカウンタ１０５をシフト量だけクロ
ックを進ませたと同じ状態にセットすることで、２つ以
上のＤＤＡを並列動作できるようになり、高速描画が可
能となる０ 第１図においては、傾きが４６°以下の場合について述
べてきたが、傾きが９０°〜４６０の場合には、Ｘカウ
ンタとＹカウンタの動作を置き替える事により同様の演
算で描画できる。また、シフト回路３の出力とシフト量
、１回のみで初期設定を行っていたが、複数回の加算、
例えば、Ｘカウンタ１０４の場合ではｙ０＋（１回目の
シフト回路３の整数部）＋（２回目のシフト回路３の整
数部）をセットするなどの設定をすれば、より細かな制
御ができ、多数の並列化も可能となる。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明によれば、ＤＤＡの並列
化が可能となり、高速な描画を行うことができ実用的に
きわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるディジタル微分解析
装置のブロック図、第２図は同実施例装置の計算結果の
説明図、第３図は一般的な画像変換の説明図、第４図及
び第５図は線図形の説明図、第６図は従来のディジタル
微分解析装置の説明図。 第７図は同装置のブロック図である。 １０１・・・・・・Δｙの値を憶えておくレジスタ。 １０２・・・・・・小数点以下の計算を行う加算器、１
０３・・・・・・加算器１０２の計算結果を憶えるレジ
スタ、３・・・・・・シフト回路、１０４・・・・・・
Ｙカウンタ、１０５・・・・・・Ｘカウンタ、４・・・
・・・シフト量検出器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 （０’、３ （。 ご 区　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　−第３図 （Ｃスノン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　（Ｃ）第４図 ）′ 第　５　図 γ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 描くべき直線の傾きの値を加算する加算器と、この加算
   器の桁上げ信号によりカウントアップする第１のカウン
   タと、クロックによりカウントアップする第２のカウン
   タを有し、前記第１および第２のカウンタの出力を座標
   値として描画を行うディジタル微分解析装置であって、
   描くべき直線の長さに応じてシフト量を検出するシフト
   量検出器と、該シフト量検出器の出力により制御される
   シフト回路と、前記シフト量検出器と前記シフト回路の
   出力により、前記第１および第２のカウンタと前記加算
   器の加算結果を記憶するレジスタとを初期設定する手段
   を有してなるディジタル微分解析装置。