JPH04287174A - 図形処理方法および装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、図形処理方法および装
置に係わり、表示するデータの品質を向上する描画方式
に関する。

【０００２】一般にグラフィック表示装置では、ユーザ
が表示したい図形の形状や色、濃度などの情報を図形リ
ストとして記述し、表示装置は図形リストを記述された
順番に処理して最終的に表示手段に絵を表示させている
。近年、このグラフィック処理装置は３次元空間上に定
義された図形データを処理する３次元処理装置が一般的
となり、建築物や部品の設計、シミュレーションなどに
用いられている。

【０００３】

【従来の技術】このようなグラフィック処理装置では、
表示手段の解像度により表示データのエッジが階段状に
表示されるエイリアジングとよばれる現象が発生し、表
示品質を向上するためにはその現象を除去するアンチエ
イリアジングとよばれる技術が必要である。以下、図５
でエイリアジング現象について説明し、図６でアンチエ
イリアジング技術について説明する。

【０００４】図５（ａ）において、格子状の各四角形は
表示手段の各画素の大きさを表し、黒丸は各画素の中心
点を表す。太線で示される三角形は表示すべきデータで
ある。ここで各画素の描画方法を、表示データの内部に
画素の中心点が含まれる画素のみ指定された色で描画す
ると定義すると、その表示結果は図５（ｂ）のようにな
り、表示データのエッジが階段状に表現される現象が現
れる。

【０００５】そこで、各画素をさらに細かく分割し、分
割した各サブ画素の色を求めその結果を統合して元の画
素の色を決定し、表示データのエッジの色をぼかして見
かけ上エイリアジング効果を小さくする必要がある。例
えば、図６（ａ）では各画素を４分割してサブ画素とし
、図６（ｂ）では、元の各画素において、表示データが
サブ画素４個を含む場合には指定された色で元の画素を
表示し、表示データがサブ画素３個を含む場合には指定
された色の３／４の強さで元の画素を表示し、表示デー
タがサブ画素２個を含む場合には指定された色の２／４
の強さで元の画素を表示し、表示データがサブ画素１個
を含む場合には指定された色の１／４の強さで元の画素
を表示するようにしている。

【０００６】これにより、表示データのエッジをぼかす
ことが可能になり、見かけ上エッジをなめらかにするこ
とができる。この方法はスーパーサンプリングによるア
ンチエイリアジングとよばれるものであり、画素の分割
数を増加すればするほど品質を向上することができるが
、逆に処理速度は低下する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置では入力図
形データすべてにこの処理を施してしたが、３次元空間
に定義された図形データでは、物体の陰に隠れて見えな
くなる図形が多いため、無駄なアンチエイリアジング処
理を施してしまい、処理効率を低下させてしまうという
欠点があった。例えば、図６（ｂ）に示した三角形が描
画された後、その上から別の図形が描画されると最初の
三角形に施されたアンチエイリアジング処理は全く無駄
になってしまう。

【０００８】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、表示に必要な図形データのみ、なめらかな表示
となるよう処理する図形処理方法および装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。同図中１は図形データ格納手段で３次元空間に定
義された図形データを格納する。２は図形処理手段でこ
の図形データを表示するように図形処理する。３は表示
手段でこの図形処理された図形を表示する。４は認識番
号格納手段で、図形処理手段２が表示手段３の各画素に
各画素が表示すべき図形データの認識番号を定め、この
各画素に定められた認識番号を格納する。図形処理手段
２は、認識番号格納手段４から表示手段３の各画素の認
識番号を読み出し図形データ格納手段１よりこの認識番
号を有する図形データを取り出して、表示手段３の画素
の大きさより細かい解像度で図形処理する。

【００１０】また、図形処理手段２は、図形データの色
または濃度情報を認識番号で置き換え、表示手段３の各
画素の色または濃度を定める図形処理手段２の有する機
能を用いて、表示手段３の各画素の認識番号を定めるよ
うにする。

【００１１】

【作用】上記構成により、まず表示手段３に表示される
図形データが認識番号格納手段４に格納され、次にこの
格納された図形データに対してのみ表示手段３の画素の
大きさより細かい解像度で図形処理されるので、図形デ
ータ格納手段１に格納された図形データ全てについて細
かい解像度による処理を行う必要がなくなり迅速な図形
処理が可能となる。

【００１２】また、認識番号格納手段４に格納される認
識番号を定めるのに、認識番号を図形データの色または
濃度情報として用いることにより、表示手段３の各画素
の色または濃度を定める図形処理手段２の有する機能を
利用できるので、表示手段３の各画素の表示する図形の
認識番号を選定するのに別の装置を必要としない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図２は本発明の実施例の構成を示すブロック図で
ある。同図において、１０は図形リスト記憶部でユーザ
が表示したい図形の形状や色、濃度などの情報を図形リ
ストとして記述したもので各図形を特定する認識番号も
記載されている。２１は本図形処理装置を制御するホス
トコンピュータである。２２は幾何変換処理部で視点情
報に基づき入力図形データ頂点に座標変換を行い、光源
情報に基づき図形データの頂点の表示色を計算し、表示
領域情報に基づき不用な図形を除去するクリッピング処
理を行う。

【００１４】２３は描画処理部で、幾何変換処理部２２
の処理結果から図形データ内部の座標値、色を計算し、
後述するＺバッファ２４を参照しながら視点に近い図形
データの色値を出力する。２４はＺバッファで図形デー
タの奥行情報を格納する。２５はフレームバッファで描
画処理部２３で出力した視点に近い図形データの色値を
格納する。２６はセレクタで描画処理部２３の出力をフ
レームバッファ２５または後述するＩＤ記憶部４０に出
力する。３０は表示部でフレームバッファ２５に格納さ
れた色値をアナログデータに変換してディスプレイ上に
表示する。４０はＩＤ記憶部で表示部３０の各画素に表
示される図形データの認識番号を記憶する。

【００１５】図３は図形リスト記憶部１０に格納される
図形データの構成の一例を示した図である。（ａ）に示
す立方体の６面の図形データは（ｂ）のように表される
。 つまり、各面ごとに図形の種類、頂点数、図形を特定す
る認識番号である図形ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｃａｔｉｏ
ｎ）、図形色、頂点座標が表示されている。

【００１６】次に本実施例の動作を図４を用いて説明す
る。具体例として（ａ）に示すような家屋の図形データ
を多角形の集合として定義する。家屋の内部には机や椅
子など家屋内部の物体を多角形の集合として定義する。 ここで、（ａ）のように家屋の外部に視点を置き側面を
見た時、表示すべきデータは（ｂ）のように屋根と壁の
側面のみである。従来の装置では、スーパーサンプリン
グによるアンチエイリアジングを行う場合、実際には表
示されない家屋のデータまでスーパーサンプリング処理
を施していた。本実施例では（ｃ）のように、まず最初
に通常の解像度で実際に視点からみえる図形のＩＤのみ
ＩＤ記憶部４０に書き込む。ここでは、屋根の側面のＩ
Ｄを１、壁の側面のＩＤを２とし、背景のＩＤを０とし
ている。

【００１７】次にホスト２１は、ＩＤ記憶部４０を参照
して、表示に必要な図形データのＩＤが１および２であ
ることを認識し、つづいて、図形リストからＩＤが１お
よび２である図形データを検索し、これにより幾何変換
処理部２２、描画処理部２３でスーパーサンプリングに
よるアンチエイリアジングを行う。この結果、スーパー
サンプリング処理を施す図形データの量を限定すること
ができ、処理速度を向上させることが可能となる。

【００１８】次に詳細な動作について説明する。本実施
例の動作はＩＤ記憶部４０にＩＤデータを格納する第１
処理と、この格納されたＩＤデータに基づきアンチエイ
リアジングを行った図形データを表示する第２処理に分
けられる。

【００１９】まず、第１処理においては、ホスト２１は
図形リスト記憶部１０から入力図形データを読み出し、
図形データの色値を図形ＩＤ値に置き換えて幾何変換処
理部２２に転送する。その際、図２に示すモード制御信
号をＯＮとして、幾何変換処理部２２における色計算処
理をディスイネーブルとして入力される図形データの色
値、つまり図形ＩＤがそのまま幾何変換処理部２２から
出力されるようにし、描画処理部２３における色補間方
法をコンスタントシェーディングとして図形内部が全て
同じ色、つまり同じＩＤで描画されるようにする。これ
をセレクタ２６によりＩＤ記憶部４０に入力し、表示部
３０の画素に表示される図形のＩＤをＩＤ記憶部４０に
描画するようにする。

【００２０】これを図３で具体的に説明すると、（ｂ）
の図形ＩＤ＝１の多角形の場合、ホスト２１がこの１を
図形色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，２５５）の
欄に（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，１）というように記入
して幾何変換処理部２２に転送する。これによりこの図
形データは幾何変換処理部２２、描画処理部２３で図形
処理され、この図形が表示部３０に表示される図形であ
れば、この図形のＩＤが色情報としてＩＤ記憶部４０へ
記憶されることになる。このように通常の描画処理を行
うハードウェアを殆ど変更することなく利用して表示部
３０に表示する図形データのＩＤを得ることができる。

【００２１】次に第２処理に入る。第１処理を終了した
後、モード制御信号をＯＦＦとして、通常の色計算と、
グーローシェーディングによるフレームバッファ２５へ
の描画を行う状態とする。ここでグーローシェーディン
グとは、図形内部の各画素の色を頂点データの色を線形
補間して決定する方法である。ＩＤ記憶部４０の内容を
ホスト２１のメモリ空間にマッピッングし、ホスト２１
は通常のメモリアクセスと同様にアクセスし、処理すべ
きＩＤリストを作成する。このＩＤリストの図形は表示
部３０に表示される図形である。

【００２２】アンチエイリアジングは、ホスト２１がＩ
Ｄリストに基づき図形リスト記憶部１０を検索し、必要
なデータのみ幾何変換処理部２２に転送し、座標変換、
色計算、クリッピングを行った後、描画処理部２３でス
ーパーサンプリングを行い、フレームバッファ２５へ結
果を描画する。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、表示部の表示がなめらかな表示となるようにする処
理を必要な図形データに対してのみ行うので処理効率が
向上する。また、通常の描画装置の一部を使用してこの
必要な図形データの抽出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の実施例の構成を示すブロック図である
。

【図３】図形データの構成の一例を示す図である。

【図４】本実施例の動作を説明する図である。

【図５】エイリアジング発生の説明図である。

【図６】スーパーサンプリングによるアンチエイリアジ
ングの説明図である。

【符号の説明】

１０　　図形リスト記憶部 ２１　　ホスト ２２　　幾何変換処理部 ２３　　描画処理部 ２４　　Ｚバッファ ２５　　フレームバッファ ２６　　セレクタ ３０　　表示部 ４０　　ＩＤ記憶部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　３次元空間に定義された図形データに
   対して所定の視点から見た状態を表示手段の各画素に色
   または濃度の値を設定して表示する図形処理方法におい
   て、前記表示手段の各画素に表示される図形データの認
   識番号を前記各画素ごとに記憶し、この記憶された認識
   番号の付いた前記図形データを、前記表示手段の画素の
   大きさより細かい解像度で図形処理を行うことを特徴と
   する図形処理方法。
2. 【請求項２】　　３次元に定義された図形データを格納
   する図形データ格納手段（１）と、この図形データを表
   示するよう図形処理する図形処理手段（２）と、この処
   理された図形を表示する表示手段（３）と、前記図形処
   理手段（２）が、前記表示手段（３）の各画素に対して
   各画素が表示すべき図形データの認識番号を定め、この
   各画素に定められた認識番号を格納する認識番号格納手
   段（４）とを備え、前記図形処理手段（２）が、前記認
   識番号格納手段（４）から前記認識番号を読み出し、こ
   の認識番号を有する図形データを前記図形データ格納手
   段（１）より取り出し、前記表示手段（３）の画素の大
   きさより細かい解像度で図形処理することを特徴とする
   図形処理装置。
3. 【請求項３】　　前記図形処理手段（２）は、前記図形
   データの色または濃度情報を前記認識番号で定義し、前
   記表示手段（３）の各画素の色または濃度を定める前記
   図形処理手段（２）の有する機能を用いて、前記各画素
   の認識番号を定めるようにしたことを特徴とする請求項
   ２記載の図形処理装置。