JP2896149B2 - コンピュータ図形処理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、CRTディスプレイを使用したカラー表示装
置を有するパーソナルコンピュータによって図形処理を
実施するコンピュータ図形処理システムに関する。

（従来の技術） 近年、パーソナルコンピュータによる図形処理システ
ム（以下、CADシステムと呼ぶ）が普及するにつれ、作
図、図形編集といった図形処理の能力自体の向上に加
え、より高精細な表示機能、豊富なカラー表現による図
形の認識し易さなど、実用性の向上が要求されている。

パーソナルコンピュータによるCADシステムは、ミニ
コンクラスのコンピュータを使用したCADシステムに比
し、安価であることが大きな特徴となっている。このよ
うな安価を実現するためには、装備するカラーCRTディ
スプレイとして、３原色の組合せで８色乃至16色表示す
るといった安価なタイプのディスプレイを使用すること
が一般的である。このようなカラーCRTディスプレイに
おいては、通常１ドット毎に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の３原色のうち、いずれか１色、またはこれらの
うちのいずれか２色または３色を組合せた色を表示でき
る。第８図は、これらの色の組合せと、それにより表現
される色の関係を示す図である。図中１は青色、２は緑
色、４は赤色を示す。この場合、青色１と緑色２との組
合せはシアン色３（＝１＋２）、青色１と赤色４との組
合せは紫色５（＝１＋４）、緑色２と赤色４との組合せ
は黄色６（＝２＋４）にそれぞれ発色し、青色１、緑色
２、赤色４の３原色全てを組合せると白色７（＝１＋２
＋４）に発色する。即ち、第１図においては、使用する
３原色1,2,4の色番号を加算した番号が、組合せによっ
て発色する色番号3,5,6,7となっている。また、この７
色に加えて黒色を表示できるため、計８色の発色が可能
となる。通常、RGB3原色を有するCRTディスプレイで
は、以上のような８色以外の中間色を１ドットで表示さ
せることや、１ドット毎に明るさを変えることはできな
い。従って、このようなカラーCRTディスプレイを使用
したCADシステムにおいて、図形を高詳細に表示した
り、特に、色の種類、色の濃淡などを表現するには、ハ
ード的に大きな制約があった。

一方、CAD用ソフトウェアの表示機能は、直線、円弧
図形など、線画による表示を主たる手段としており、こ
れらの図形情報を保持するデータベースも、線画図形の
座標値・角度などといった幾何学情報を効率的に取扱う
ことを主目的として設計されている。このため、任意の
大きさの線画図形を拡大・縮小表示する処理が可能であ
る反面、カラー画像情報を保存したり、表示するなどの
ペイント（色塗り）機能に劣っている。

他方、画像編集ソフトウェアの表示機能は、ドット単
位に色を発生させるペイント機能を主体としており、カ
ラー画像を保存するのに、通常一画分の画像データをCR
Tディスプレイ表示用メモリの状態として保存するよう
に設計されている。この場合、表示メモリの状態は、コ
ンピュータの機種毎に異なるため、一つの画像データを
異なるコンピュータで使用することはできない。

従って、従来のパーソナルコンピュータによるCADシ
ステムにおいては、カラー画像情報を線画情報と共に保
持し、これらのデータを部分的に拡大・縮小表示するな
どして編集を行うことは困難であった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するた
めに提案されたものであり、その第１の目的は、本来ハ
ード的にはサポートされていない色（以下中間色と呼
ぶ）を表示可能で、しかも簡略な構成の安価なカラー表
示装置を実現することにより、図形を高精細に表示した
り、特に、色の種類、色の濃淡などを表現できるよう
な、実用性の高い、低価格のコンピュータ図形処理シス
テムを提供することである。

さらに、第２の目的は、色の組合せ、表示位置、表示
範囲などのカラー画像情報を線画情報と共にデータベー
スに保存し、線画情報と共にデータベースに保存し、両
方の情報による図形処理を同時に行えるようなコンピュ
ータ図形処理システムを提供することである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、CRTディスプレイ上の複数個のドットを一
つの画素とし、複数の画素から成るペイント単位によっ
て表示されるカラー画像と、線画とを、CRTディスプレ
イ上に表示するコンピュータ図形処理システムにおい
て、 前記各画素の発色を決定する画素の発色情報を、各画
素内のドットの発色と、各発色のドット数とによって表
示し、 ペイント単位の情報を、前記画素の発色情報と、ペイ
ント単位の形状と、ペイント単位の位置及びサイズの情
報とによって表示し、 線画情報を、線分の位置、フォント及びカラーのデー
タによって表示し、 前記ピクセルの発色情報、ペイント単位の情報及び線
画情報をデータベースに保存する手段とを備えたことを
特徴とする。

（作用） 以上のような構成を有する本発明においては、まず、
各画素内のドットの色及び各発色のドット数を選択する
ことによって、一つの画素の色を、中間色に発色するこ
とができる。即ち、このように各ドットの発色及び各発
色のドット数を選択した場合、一つの画素の中で、各色
の色素を一定の割合でまぜ合せる混色作用を得られる。
なお、一つの画素は、ディスプレイ上で充分小さくする
ことにより、人間の視覚に対して１個の点のように見せ
ることができる。

また、カラー画像を構成する各画素の発色と表示範囲
を選択することにより、ディスプレイ上のカラー画像の
大きさ、形状を自由に決定できる。

さらに、カラー画像の位置（座標）は、線画情報にお
いて、例えば、直線を（始点，終点）の座標値で表現す
るのと同様に画素の位置を座標系で表現すればよい。

即ち、本発明においては、カラー画像を構成する各画
素の発色、位置、及び表示範囲のデータによるカラー画
像情報を、線画情報と共にデータベースに収納できるた
め、線画図形と共にカラー画像を表示できる。また、他
の線画情報との相対的な位置も保存される。

（実施例） 以下に、本発明によるコンピュータ図形処理システム
の一実施例を図面を参照して具体的に説明する。なお、
本実施例においては、第８図に示したような、１ドット
毎に３原色のいずれかまたはこれを組合せた色を表示す
るタイプのカラーCRTディスプレイを使用するものとす
る。

中間色発生手段 第１図において、11はカラーCRTディスプレイであ
る。本実施例においては、通常のパーソナルコンピュー
タ用として使用されている、横方向640ドット、縦方向4
00ドットの解像度を有するCRTディスプレイを使用す
る。12は４×４ドットの集まりのピクセル（画素）であ
る。ピクセル12は、常に４×４ドット単位で、CRTディ
スプレイ上の任意の位置に表示するものとする。この場
合、前記解像度を有する本実施例のCRTディスプレイ11
上で、１個のピクセル12は、約1.5mm×1.5mmの大きさに
表示されるので、人間の視覚では、ほぼ「点」に見え
る。ピクセル12を幾つか並べることによって、CRT上に
意味のある画素を表すことができる。

第１図において、13は赤色と青色の両方を発色してい
るドットを示している。このドットは、赤色、青色の組
合せによってCRTディスプレイ11上では紫色に見える。1
4は無発色の、即ち背景色のドットである。15は赤色、1
6は青色に発色しているドットを表す。即ち、第１図に
おいては、紫色、赤色、青色に各２個ずつのドットが発
色しており、残り10個のドットは発色させていない背景
色となっている。背景色が黒色であるとき、ピクセル
は、やや暗い紫色に表現できる。赤色及び青色に発色し
ているドットの数を増やせば、このピクセル12は明るい
紫色に表現できる。

第２図は、ピクセル12の中のドットの発色の組合せ方
法をより詳細に説明する図である。なお、第１図と同色
に発色しているドットには同じ符号を付している。

まず、第２図（Ａ）においては、15,16として示すよ
うに、赤色、青色に各２個ずつのドットが発色してお
り、14として示すように、残り12個のドットは無発色の
背景色となっている。この場合、ピクセル12は全体とし
て、紫色に見える。このように、各ドットを、赤色、緑
色、青色の３原色のいずれかに発色させ、他の混色を使
用しないものとすれば、ピクセル12は全体として、３原
色を各発色のドットの比率で組合せた色に見える。そし
て、ある特定の原色で発色させるドットの数を増やせ
ば、その色を協調した色の加え合せ効果が得られる。例
えば、第３図（Ａ）において、さらに赤色に発色させる
ドット15の数を増やせば、ピクセル12は全体として、よ
り赤みがかった紫に見える。

次に、第２図（Ｂ）においては、13として示すよう
に、４個のドットを、赤色の青色の混合色即ち紫色に発
色させており、14として示すように、残り12個のドット
は無発色の背景色となっている。この場合も、第２図
（Ａ）と同様にピクセル12は紫色に見える。この場合、
紫色に発色させるドットの数を増やせば、ピクセル12の
発色の明度を高くすることができる。また、第２図
（Ｂ）の無発色のドット14の色を白色とすれば、このピ
クセル12の色を薄める効果が得られる。

以上説明したように、本実施例においては、３原色
と、その組合せによる混色だけでは得られない中間色を
発生させることができる。

そして、ピクセル12を幾つか並べて１個の意味あるカ
ラー画像を表示する際には、ピクセルの中のドットの発
色数を徐々に変えることにより、一つの画像の色の明る
さ、濃淡を徐々に変えることができる。

さらに、ピクセルの中の発色させないドットを背景色
のままにしておくことにより、背景に何か図形が描かれ
ていれば、カラー画像の背後に、元の図形を重ね合せて
表示することができる。

ピクセルの配列手段 カラー画像を描く（ペイントする）手段として、予
め、ピクセルの配列の方法、配列数を定めておく。

第３図は、ピクセルの配列の基本的な一例を示したも
のである。第３図において、第３図（Ａ）は１個、第３
図（Ｂ）は４個、第３図（Ｃ）は、16個のピクセル21を
正方形に配置してカラー画像をペイントする一単位（以
下ペイント単位と呼ぶ）22としたものである。なお、第
３図において、23は、ペイント単位22の中心位置を表
す。

第４図は、第３図の配列を、各ピクセル21内のドット
の表示によって、輪郭が円弧を描くように変形したもの
である。このように、ピクセルの配列を定めることは、
ペイント単位22の形状と寸法を選択することに相当す
る。

第５図は、ピクセルの配列を変形として、ペイントす
るためのローラの概念を示したものである。第５図
（Ａ）において、31は概念上のペイントローラ、32,33
はペイントローラ31によるペイントの幅方向中心の始点
座標（xs,ys）及び終点座標（xe,ye）、34はペイント幅
を示している。また、第５図（Ｂ）はペイントローラ31
によってペイントされた表示ドットの例を示す図であ
り、35は無発色のドット、36は発色しているドットを示
している。この場合、ペイント幅方向一列の表示ドット
の発色、無発色の順序を定め、且つペイントローラ31の
異同方向（図中矢印方向）を定めることにより、発色す
る各列の色を並びを順次ずらして、垂直、斜め、もしく
は交差状に並ぶ発色例を作ることができる。

データベースへの保存手段 第６図は、線画と画像からなる図形を示した図であ
る。同図において、41は４個のピクセルの集まりから成
るペイント単位、42はピクセル、43はペイント単位41の
中心座標、44は線分、45,46は線分44の始点座標（xs,y
s）、終点座標（xe,ye）を表す。ペイント単位41の位置
は、線分と同じｘ−ｙ座標系のスケールにて、（xb,y
b）と指定する。

第７図は、第６図に示した線分44とペイント単位41を
カラーCRTディスプレイ47に表示した場合を示してい
る。第７図（Ａ）は、図形全体をCRTディスプレイ47に
表示した場合、第７図（Ｂ）は、第７図（Ａ）よりも図
形全体を拡大し、図形の一部分をCRTディスプレイ47に
表示した場合を示している。

ここで、第６図に示す図形のデータは、以下のように
表現できる。

（１）１個のピクセル42の発色情報：下記のパラメータ
で表す。

PIXEL＝（PRED,PGREEN,PBLUE,PTYPE） PIXEL :ピクセルの発色情報 PRED :ピクセルのうち、赤（RED）に発色させるドッ
ト数（０〜16） PGREEN:ピクセルのうち、緑（GREEN）に発色させるド
ット数（０〜16） PBLUE :ピクセルのうち、青（BLUE）に発色させるド
ット数（０〜16） （２）ペイント単位41の位置とサイズ：下記の８パラメ
ータで表す。

BLUSH＝（XB,YB,PIXL,TYPE,SIZE） BLUSH:ペイントの単位の情報 PIXEL:ピクセルの発色情報 TYPE :ペイント単位の情報（円形、矩形の別） XB,YB:ペイント単位の中心点の座標 SIZE :ペイント単位のサイズ （３）線分44のデータ：下記パラメータで表す。

LINE＝（XS,YS,XE,YE,LFONT,LCOLOR） LINE :線分の情報 XS,YS:線分の始点座標 XE,YE:線分の終点座標 LFONT:線分のフォント（実線、点線などの別） 上述のように、カラー画像を描く時の一単位に相当す
る情報をデータベースに保存することにより、これらの
データは、線画情報と同等に、座標の移動・回転、また
はスケーリングを施して、カラーCRTディスプレイ上に
再現できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、CRTディスプ
レイのドットの集まりを一つの画素（ピクセル）とし、
各ピクセル内のドットの色及び発色しているドットの数
を定めることによって、一つの画素の発色を定義し、こ
れらの画素の集まりをCRT上の画像として表示すること
により、３原色の組合せだけでは得られない色彩を表現
することができる。

そして、これらの発色情報、発色点の位置などの情報
を、上に述べた方法で表現することにより、線画図形の
パラメータと同様の方法で、データベースに保持できる
ため、線画図形と同様に、座標の移動、回転、またはス
ケーリングを施してCRT上に再現できる。

さらに、従来、CRT表示用メモリの状態として保存さ
れていた画像データを、幾つかの数値パラメータで定ま
る画素（ピクセル）の集まりとして表現できるため、線
画図形をも含む一般のデータファイルと同様に異機種コ
ンピュータでも扱うことが可能になる。

特に、本発明においては、位置や大きさを有する画素
の集まりとしてカラー画像を取扱っているために、線画
図形を、個々の線分や円弧図形の集まりとして取扱って
いた従来のCADの手法で、画像データも同様に取扱うこ
とが可能なCADシステムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明によるCADシステムの一実施
例を示す図である。 第１図は実施例に使用するカラーCRTディスプレイ及び
４×４ドットのピクセルを示す平面図、第２図は同じく
異なる発色のピクセルを示す平面図であり、（Ａ）は３
原色のみに発色させたドットを使用した状態、（Ｂ）は
混色に発色させたドットを使用した状態を示している。 第３図はピクセルの配列の基本的な一例を示す平面図で
あり、（Ａ）は１個、（Ｂ）は４個、（Ｃ）は16個のピ
クセルを正方形に配置してカラー画像をペイントする一
単位とした配列は第４図は第３図の輪郭が円弧になるよ
うに変形した配列を示す平面図であり、（Ａ）乃至
（Ｃ）は第３図の（Ａ）乃至（Ｃ）にそれぞれ対応す
る。 第５図はピクセルの配列の変形例を示す図であり、
（Ａ）は概念上のペイントローラ及びペイントの座標上
の範囲を示す斜視図、（Ｂ）はペイントローラによって
ペイントされる表示ドットの例を示す平面図である。 第６図は線画と画像からなる図形例を示す座標平面図、
第７図は第６図に示した線分とペイント単位をカラーCR
Tディスプレイに表示した場合を示す平面図であり、
（Ａ）は図形全体を表示した場合、（Ｂ）は拡大した図
形の一部を表示した場合を示している。 第８図はCRTディスプレイの３原色の組合せと、それに
より表現される色の関係を示す図である。 11,47……CRTディスプレイ、12,21,42……ピクセル、13
……紫色に発色しているドット、14,35……無発色のド
ット、15……赤色に発色しているドット、16……青色に
発色しているドット、22,41……ペイント単位、31……
ペイントローラ、36……発色しているドット、44……線
分。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】CRTディスプレイ上の複数個のドットを一
   つの画素とし、複数の画素から成るペイント単位によっ
   て表示されるカラー画像と、線画とを、CRTディスプレ
   イ上に表示するコンピュータ図形処理システムにおい
   て、 前記各画素の発色を決定する画素の発色情報を、各画素
   内のドットの発色と、各発色のドット数とによって表示
   し、 ペイント単位の情報を、前記画素の発色情報と、ペイン
   ト単位の形状と、ペイント単位の位置及びサイズの情報
   とによって表示し、 線画情報を、線分の位置、フォント及びカラーのデータ
   によって表示し、 前記ピクセルの発色情報、ペイント単位の情報及び線画
   情報をデータベースに保存する手段とを備えたことを特
   徴とするコンピュータ図形処理システム。