JPH0587869B2 - - Google Patents

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JPH0587869B2
JPH0587869B2 JP59109007A JP10900784A JPH0587869B2 JP H0587869 B2 JPH0587869 B2 JP H0587869B2 JP 59109007 A JP59109007 A JP 59109007A JP 10900784 A JP10900784 A JP 10900784A JP H0587869 B2 JPH0587869 B2 JP H0587869B2
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JP
Japan
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dot
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JP59109007A
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English (en)
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JPS60252951A (ja
Inventor
Naoki Sano
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/38Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
    • G06F7/48Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
    • G06F7/544Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices for evaluating functions by calculation
    • G06F7/552Powers or roots, e.g. Pythagorean sums

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  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Image Generation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、グラフイクデイスプレイ装置や数値
工作機械等に使用されるデイジタル図形信号発生
方法に関するものである。
(従来技術) グラフイツク・デイスプレイ装置や数値工作機
械等の分野では、デイジタル線分、デイジタル
円、デイジタル惰円等の線図形を高速・高精度で
発生する必要がある。このため、これまで各種の
図形発生アルゴリズムが研究され、それらをハー
ドウエア化した線図形発生器が提案されている。
従来の線図形発生法として、変位比較法がよく
用いられている。
変位比較法は、例えば釜江、小杉、星野:
“図形のドツト表示信学論Vol.56−A,No.7,
P.401(July,1973) B.W.Jordan,Jr.,W.J.
Lennon,B.D.Holm:“An improved algorithm
for the generation of nonparametric curves”
IEEE Trans.C−22,No.12,P.1052(Dec.,1973)
等に記載されており、発生すべき線図形の方程式
を、 f(x,y)=0 (1) とした時、始点を含むすでに選択したドツトの次
に選択すべきドツトを if min|f(Pi)| =|f(Pj)|then take Pj (2) (i,j∈I,I=1,2,……8) に基づき、ひとつを順次選択し第6図に示す各次
候補ドツトの中から生成する方法である(Iにつ
いては第6図参照)。
式(1)は、第7図に示すように、3次元物体 z=f(x,y) (3) とxy平面(z=0)との交換と考えることがで
き、f(Pi)はxy平面からのドツトPiにおける変
位を示している。そして式(2)で変位の絶対値を比
較し、最小の変位を有する候補ドツトを最適ドツ
トとして選択する。
特にf(x,y)が2次曲線の場合でかつ、始
点が線図形上にある場合には、式(3)のzの値は、
単純に加減算のみで計算できるのが特徴である。
しかし、このやり方で、線図形として座標軸の
回転を伴つた楕円を発生させる場合には、始点が
必ずしも線図形上にないため、始点の座標を式(3)
に代入して、まず変位zの初期値を求める必要が
ある。その際、乗算機能が必要となりハードウエ
アが複雑化し好ましくない。すなわち、座標軸の
回転を伴つた楕円の方程式を f(x,y)=Ax2+By2+Cxy+G=0 (4) とし、始点の座標をPs(xs,ys)とした時に、変
位zの初期値zsを zs=f(Ps)=Axs 2+Bys 2+Cxsys+G (5) として、計算しなければならないという問題点が
ある。
(本発明の目的) 本発明は、この様な従来技術における問題点に
鑑みてなされたもので、その目的は、方程式 f(x,y)=Ax2+By2+Cxy+G=0(ただし
Gは整数)で記述される座標軸の回転を伴つたデ
イジタル楕円触号を、変位比較法を用い、単純に
加減算機能のみで高速・高精度でかつ、できるだ
け簡単な構成で発生できる図形発生方法を提供し
ようとするものである。
(本発明の構成) この様な目的を達成する本発明の構成は、 x,yを変数、実数A,B,C,整数Gを既知
の係数とする第1の方程式 z1=f1(x,y) =Ax2+By2+Cxy+G =0 で記述される座標軸の回転を伴つたデイジタル図
形信号を、次の(a)〜(c)の工程を含んで発生するデ
イジタル図形信号発生方法。
(a) 係数Aと係数Bの絶対値の大小比較を行う工
程、 (b) (a)の工程において、|A|≧|B|の場合に
は、x,uを変数、A,Gを係数とする第2の
方程式 z2=f2(x,u) =Ax2+G−u=0 を定義し、 f2(x,u)=0を満足する点Qs2(0,G)を
始点として与え、当該始点Qs2からu=0を満
足するまで変位比較法にて順次1ドツトずつ最
適ドツトを発生させ、u=0となつた時点での
最適ドツトのx座標xs及びその時の変位Z2e=
f2(xs,0)(=Axs2+G)を算出する工程、 また、 前記(a)の工程において、|A|<|B|の場
合には、y,vを変数、B,Gを係数とする第
3の方程式 z3=f3(y,v) =By2+G−v=0 を定義し、 f3(y,v)=0を満足する点Qs3(0,G)を
始点として与え、当該始点Qs3からv=0を満
足するまで変位比較法にて順次1ドツトずつ最
適ドツトを発生させ、v=0となつた時点での
最適ドツトのy座標ys及びその時の変位Z3e=
f3(ys,0)(=Bys2+G)を算出する工程、 (c) 前記(a)の工程において、|A|≧|B|の場
合には、Ps1(xs,0)を始点、前記xsを算出
する時に得られた既知のf1(xs,0)(=Z2e)
を始点の初期変位として与え、これを基に変位
比較法にて順次最適ドツトを発生する工程、 また、 前記(a)の工程において、|A|<|B|の場
合には、Ps2(0,ys)を始点、前記ysを算出す
る時に得られた既知のf1(0,ys)(=Z3e)を
始点の初基変位として与え、これを基に変位比
較法にて順次最適ドツトを発生する工程。
(実施例) 第1図は、本発明の方法を実現するための装置
の構成ブロツク図である。この装置は、入力制御
部1、出力部2、レジスタ演算部3及びマイクロ
プログラム制御部4の各主要部分で構成されてい
る。
入力制御部1、出力部2、レジスタ演算部3の
各部分は、内部バスABによつて相互に連結され
ている。
入力制御部1は、システムバスSBを経由して
上位の計算機(図示せず)から与えられた初期
値、コマンド等を制御する部分である。
出力部2は、画像メモリ等の外部表示装置(図
示せず)に、XY座標値を出力する部分で、Xレ
ジスタ21、Yレジスタ22を有し、X,Yレジ
スタは内部バスABを経由して、それぞれの値が
セツトされる。
レジスタ演算部3は、数値演算を行なう部分で
あり、RALU(レジスタ&アリスメテイツク・ロ
ジカル・ユニツト)31とステイタスレジスタ3
2より形成される。RALU31は、複数個の内
部レジスタ33を有し、レジスタ間で、論理算術
演算(例えば、加減算、アンド、オア、シフト演
算等)が実行可能である。ステイタスレジスタ3
2は、RALU31での演算結果における各種ス
テイタス(オーバーフロー、キヤリー、サイン、
ゼロフラグ等)を一時、保持し後述のマイクロプ
ログラム制御部4に入力するものである。
マイクロプログラム制御部4は、全体の制御及
び図形発生のアルゴリズムを実行する部分で、パ
イプライン・レジスタ41、マイクロプログラム
メモリ42及びアドレスシーケンサ43及びレジ
スタ演算部3のステイタスレジスタ32からの信
号を切換入力するマルチプレクサ44を含んで構
成されている。
パイプライン・レジスタ41は、マイクロプロ
グラムメモリ42からの出力を保持し、上述の入
力制御部1、出力部2、レジスタ演算部3の各部
分へマイクロ命令を供給するものである。マイク
ロプログラムでの条件付分岐は、マルチプレクサ
44においてステイタス・レジスタ32からの各
種ステイタスの内、1つを選択し、アドレス・シ
ーケンサ43に入力し、判定することによつて行
なわれる。
この様に構成した装置における動作を次に説明
する。
ここでは、第2図イ,ロに示すような、原点を
中心とし、方程式f(x,y)=Ax2+By2−G=
0(ただしGは整数)で記述される惰円を、原点
を中心に、座標軸x,yのまわりに回転させた場
合を扱うものとする。
座標軸回転を伴つた惰円の方程式は、(6)式で与
えられる。
z1=f1(x,y)=Ax2+By2+Cxy+G=0(6) 次に、第1図に示す図形発生装置の動作を第5
図のフローチヤートを用いて説明する。
上位の計算機等より、システムバスSBを経
由して、(6)式に示す各パラメータA,B,C,
Gをコマンドレジスタ11にセツトし、入力制
御部1に対して、惰円発生コマンドをかける。
惰円発生コマンドがかかると、マイクロプロ
グラム制御部4では、コマンドレジスタ11に
セツトされた各パラメータ、A,B,C,Gを
内部バスABを経由して、レジスタ演算部3内
の内部レジスタに格納する。
次に、パラメータAとBの絶対値比較を行な
い、|A|≧|B|であれば、第3図ロに示す
ように、x軸上の点で惰円に最も近接するドツ
トPs1(xs,0)を、|A|<|B|であれば、
第3図イに示すように、y軸上の点で惰円に最
も近接するドツトPs2(1,ys)を求める。|A
|≧|B|,|A|<|B|いずれも同様な手
順となるので、ここでは|A|≧|B|の場合
について説明する。
放射線z2=f2(x,u)Ax2+G−u=0を新
たに定義し、始点をQs2(0,G)、始点の変位
z2s=f2(0,G)=0を初期値として、変位比較
法を用いて第4図ロに示すように始点Qs2より
順次1ドツトずつ、最適ドツトをu=0となる
まで発生させる。
u=0となつた時点で放物線の発生を停止
し、その時のx座標をxs、変位をz2e=f2(xs
0)とする。
xs,z2eより、始点をPs1(xs,0)、始点の変
位z1s=f1(xs,0)=z2eとし、変位比較法を用
いて、始点Ps1より順次1ドツトずつ、最適ド
ツトを生成し、最適ドツトのx,y座標値をそ
の都度、出力部のX,Yレジスタにセツトし、
最適ドツトをプロツトする。
終点到達まで、手順を繰り返す。
以上の動作より、座標軸回転を伴つた惰円を単
純な加減算機能のみで高速・高精度に発生するこ
とができる。
(本発明の効果) 以上説明したように本発明の方法は、z1=f1
(x,y)=Ax2+By2+Cxy+G=0で記述され
る惰円の方程式に対して、新たに放物線z2=f2
(x,u)=Ax2+G−u=0またはz3=f3(y,
v)=By2+G−v=0を定義し、この放射線に
対して変位比較法を適用し、乗算機能を用いるこ
となく単純な加減算機能のみで、惰円の始点及び
始点の変位を簡単に算出することができるので、
本発明の方法によれば、座標軸の回転を伴つた惰
円を単純な加減算機能のみで高速に発生できる。
また、係数AとBの絶対値の大小比較を行な
い、|A|≧|B|の場合にはx軸上に、|A|<
|B|の場合にはy軸上に、始点を選択するよう
に切換えているのでいずれかの軸上に固定するの
に較べて、始点及び始点の変位の算出時間をより
短かくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の方法を実現するための装置
の構成ブロツク図、第2図〜第4図は動作説明の
ための線図、第5図は本発明方法のアルゴリズム
の一例を示すローチヤート、第6図及び第7図は
従来方法を説明するための説明図である。 1…入力制御部、2…出力部、3…レジスタ演
算部、4…マイクロプログラム制御部、SB…シ
ステムバス、AB…内部バス。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 x,yを変数、実数A,B,C,整数Gを既
    知の係数とする第1の方程式 z1=f1(x,y) =Ax2+By2+Cxy+G =0 で記述される座標軸の回転を伴つたデイジタル図
    形信号を、次の(a)〜(c)の工程を含んで発生するデ
    イジタル図形信号発生方法。 (a) 係数Aと係数Bの絶対値の大小比較を行う工
    程、 (b) (a)の工程において、|A|≧|B|の場合に
    は、x,uを変数、A,Gを係数とする第2の
    方程式 z2=f2(x,u) =Ax2+G−u=0 を定義し、 f2(x,u)=0を満足する点Qs2(0,G)を
    始点として与え、当該始点Qs2からu=0を満
    足するまで変位比較法にて順次1ドツトずつ最
    適ドツトを発生させ、u=0となつた時点での
    最適ドツトのx座標xs及びその時の変位Z2e=
    f2(xs,0)(=Axs2+G)を算出する工程、 また、 前記(a)の工程において、|A|<|B|の場
    合には、y,vを変数、B,Gを係数とする第
    3の方程式 z3=f3(y,v) =By2+G−v=0 を定義し、 f3(y,v)=0を満足する点Qs3(0,G)を
    始点として与え、当該始点Qs3からv=0を満
    足するまで変位比較法にて順次1ドツトずつ最
    適ドツトを発生させ、v=0となつた時点での
    最適ドツトのy座標ys及びその時の変位Z3e=
    f3(ys,0)(=Bys2+G)を算出する工程、 (c) 前記(a)の工程において、|A|≧|B|の場
    合には、Ps1(xs,0)を始点、前記xsを算出
    する時に得られた既知のf1(xs,0)(=Z2e)
    を始点の初期変位として与え、これを基に変位
    比較法にて順次最適ドツトを発生する工程、 また、 前記(a)の工程において、|A|<|B|の場
    合には、Ps2(0,ys)を始点、前記ysを算出す
    る時に得られた既知のf1(0,ys)(=Z3e)を
    始点の初期変位として与え、これを基に変位比
    較法にて順次最適ドツトを発生する工程。
JP59109007A 1984-05-29 1984-05-29 デイジタル図形信号発生方法 Granted JPS60252951A (ja)

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