JPH06103387A - 図形表示方法及びその装置 - Google Patents
図形表示方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH06103387A JPH06103387A JP4249829A JP24982992A JPH06103387A JP H06103387 A JPH06103387 A JP H06103387A JP 4249829 A JP4249829 A JP 4249829A JP 24982992 A JP24982992 A JP 24982992A JP H06103387 A JPH06103387 A JP H06103387A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coordinate system
- display area
- light source
- graphic
- vertex
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- Pending
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- Controls And Circuits For Display Device (AREA)
- Digital Computer Display Output (AREA)
- Image Generation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 グラフィックシステムにおける光源計算処理
を少なくして描画処理速度を大幅に向上させる。 【構成】 表示したい任意形状の図形を微小面の集合と
して定義したモデリング座標系から、実際の画面の表示
領域を基準として表示領域の内か外かを判定する正規化
投影座標系に座標変換し、該正規化投影座標系で前記各
微小面の各頂点が前記表示領域の内か外かを判定し、該
表示領域の内側の前記各頂点についてのみ前記モデリン
グ座標系から光源計算を行うビュー参照座標系に座標変
換し、該ビュー参照座標系で前記表示領域内の各頂点に
ついて光源計算を行って実際の画面に表示する。
を少なくして描画処理速度を大幅に向上させる。 【構成】 表示したい任意形状の図形を微小面の集合と
して定義したモデリング座標系から、実際の画面の表示
領域を基準として表示領域の内か外かを判定する正規化
投影座標系に座標変換し、該正規化投影座標系で前記各
微小面の各頂点が前記表示領域の内か外かを判定し、該
表示領域の内側の前記各頂点についてのみ前記モデリン
グ座標系から光源計算を行うビュー参照座標系に座標変
換し、該ビュー参照座標系で前記表示領域内の各頂点に
ついて光源計算を行って実際の画面に表示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータ・グラフィ
ックス・システムにおける図形表示方法及びその装置に
係り、特に、光源計算処理結果を高速に図形表示するの
に好適な図形表示方法及びその装置に関する。
ックス・システムにおける図形表示方法及びその装置に
係り、特に、光源計算処理結果を高速に図形表示するの
に好適な図形表示方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】グラフィックス・システムは、コンピュ
ータの出力を図形として表示するものである。その幾何
処理の概略を図２に示す。ユーザは、球や立方体などの
図形の形状を、図形毎に独立した図形の形状を定義する
モデリング座標系で、一般には連続三角形（TriangleSt
rip）の面の集合として定義する（以下、説明を簡単に
するために、連続三角形の場合について説明する。）。
同様に、図形を切断するモデリング・クリップ処理を行
なう半空間αを、モデリング座標系で平面（無限に広い
平面）上の点ｐと半空間の方向ベクトルｕ（ｕの方向が
表示有効）を用いて定義する。
ータの出力を図形として表示するものである。その幾何
処理の概略を図２に示す。ユーザは、球や立方体などの
図形の形状を、図形毎に独立した図形の形状を定義する
モデリング座標系で、一般には連続三角形（TriangleSt
rip）の面の集合として定義する（以下、説明を簡単に
するために、連続三角形の場合について説明する。）。
同様に、図形を切断するモデリング・クリップ処理を行
なう半空間αを、モデリング座標系で平面（無限に広い
平面）上の点ｐと半空間の方向ベクトルｕ（ｕの方向が
表示有効）を用いて定義する。
【０００３】幾何処理では、まず、前記の連続三角形の
各頂点の座標を、図形を構築する世界座標系に座標変換
する。そして、モデリング・クリップ処理を行なう場合
は、前記半空間αを事前に世界座標系の半空間α’（平
面上の点ｐ’と半空間の方向ベクトルｕ’）に座標変換
しておき、世界座標系において前記半空間α’を用いモ
デリング・クリップ処理を行なう。
各頂点の座標を、図形を構築する世界座標系に座標変換
する。そして、モデリング・クリップ処理を行なう場合
は、前記半空間αを事前に世界座標系の半空間α’（平
面上の点ｐ’と半空間の方向ベクトルｕ’）に座標変換
しておき、世界座標系において前記半空間α’を用いモ
デリング・クリップ処理を行なう。
【０００４】次に、光源計算を高速に行うために、視点
を基準としたビュー参照座標系に座標変換し、図形，光
源，視点の位置，色などの情報より、図形がどのように
見えるか光源計算を行ない、図形の輝度を算出する。
を基準としたビュー参照座標系に座標変換し、図形，光
源，視点の位置，色などの情報より、図形がどのように
見えるか光源計算を行ない、図形の輝度を算出する。
【０００５】そして、クリップ処理を高速に行うため
に、表示領域２２を基準とした単位立方体に正規化した
正規化投影座標系に座標変換し、連続三角形の各頂点が
表示領域２２内か否かを判定する。ここで、正規化投影
座標系の表示領域２２がＸウィンドウ座標系の表示領域
２３に対応する。
に、表示領域２２を基準とした単位立方体に正規化した
正規化投影座標系に座標変換し、連続三角形の各頂点が
表示領域２２内か否かを判定する。ここで、正規化投影
座標系の表示領域２２がＸウィンドウ座標系の表示領域
２３に対応する。
【０００６】最後に、表示領域２２の内側の連続三角形
の各頂点をＸウィンドウ座標系，物理装置座標系（実際
の画面）に座標変換し、物理装置座標系のウィンドウ２
４内に表示する。
の各頂点をＸウィンドウ座標系，物理装置座標系（実際
の画面）に座標変換し、物理装置座標系のウィンドウ２
４内に表示する。
【０００７】図４は、従来の図形の幾何処理におけるク
リップ処理，座標変換処理，光源計算処理の手順を示す
フローチャートである。先ず、連続三角形の頂点をモデ
リング座標系から世界座標系へ座標変換する（ステップ
３１）。そして、モデリング・クリップ処理を行なうか
否かを判定し（ステップ３２）、モデリング・クリップ
処理を行なう場合はステップ３３に進み、世界座標系で
モデリング・クリップ処理を行なう。モデリング・クリ
ップ処理を行わない場合やステップ３３の後は、前記の
各頂点を世界座標系からビュー参照座標系へ座標変換す
る（ステップ３４）。
リップ処理，座標変換処理，光源計算処理の手順を示す
フローチャートである。先ず、連続三角形の頂点をモデ
リング座標系から世界座標系へ座標変換する（ステップ
３１）。そして、モデリング・クリップ処理を行なうか
否かを判定し（ステップ３２）、モデリング・クリップ
処理を行なう場合はステップ３３に進み、世界座標系で
モデリング・クリップ処理を行なう。モデリング・クリ
ップ処理を行わない場合やステップ３３の後は、前記の
各頂点を世界座標系からビュー参照座標系へ座標変換す
る（ステップ３４）。
【０００８】次のステップ３５では、前記頂点を使っ
て、光源計算し輝度を算出し、前記頂点をビュー参照座
標系から正規化投影座標系へ座標変換する（ステップ３
６）。そして、前記頂点について、三角形が前記表示領
域内か否かを判定し（ステップ３７）、表示領域外の場
合にはステップ３９に進み、頂点が表示領域外の処理を
行なう。表示領域内の場合にはステップ３８に進み、前
記表示領域内の頂点についてのみ正規化投影座標系から
Ｘウィンドウ座標系へ座標変換し、物理装置座標系へ座
標変換する。最後に、前記頂点の算出した輝度，座標値
でウィンドウの表示領域内に描画する（ステップ４
０）。
て、光源計算し輝度を算出し、前記頂点をビュー参照座
標系から正規化投影座標系へ座標変換する（ステップ３
６）。そして、前記頂点について、三角形が前記表示領
域内か否かを判定し（ステップ３７）、表示領域外の場
合にはステップ３９に進み、頂点が表示領域外の処理を
行なう。表示領域内の場合にはステップ３８に進み、前
記表示領域内の頂点についてのみ正規化投影座標系から
Ｘウィンドウ座標系へ座標変換し、物理装置座標系へ座
標変換する。最後に、前記頂点の算出した輝度，座標値
でウィンドウの表示領域内に描画する（ステップ４
０）。
【０００９】尚、従来におけるグラフィックス・システ
ムの図形表示方法に関連するものとして、「PEX Introd
uction and Overview(M.I.T., 1988 , pp51-72)」があ
る。
ムの図形表示方法に関連するものとして、「PEX Introd
uction and Overview(M.I.T., 1988 , pp51-72)」があ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の方法で
は、モデリング座標系→世界座標系→ビュー参照座標系
→正規化座標系→Ｘウインドウ座標系→物理装置座標系
へと座標変換の処理数が多く、また、この順番で座標変
換する関係で、表示領域２２外の不要な頂点についても
光源計算を行なうため、光源計算に多大な処理時間を要
するという問題がある。更に、世界座標系でモデリング
・クリップ処理を行なうので、世界座標系へ座標変換す
る必要があり、リアルタイムに画面表示することができ
ない。
は、モデリング座標系→世界座標系→ビュー参照座標系
→正規化座標系→Ｘウインドウ座標系→物理装置座標系
へと座標変換の処理数が多く、また、この順番で座標変
換する関係で、表示領域２２外の不要な頂点についても
光源計算を行なうため、光源計算に多大な処理時間を要
するという問題がある。更に、世界座標系でモデリング
・クリップ処理を行なうので、世界座標系へ座標変換す
る必要があり、リアルタイムに画面表示することができ
ない。
【００１１】本発明の目的は、図形の描画処理速度を著
しく高速化することができるグラフィック・システムの
図形表示方法及び表示装置を提供することにある。
しく高速化することができるグラフィック・システムの
図形表示方法及び表示装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的は、微小面の集
合として定義した任意図形の前記各微小面の各頂点につ
いて、図形の形状を定義する座標系から、直接、実際の
画面の表示領域を基準として表示領域の内か外かを判定
する座標系へ座標変換し、該座標系で前記頂点が表示領
域の内か外かを判定し、表示領域外の場合には前記頂点
についての光源計算は行なわず、表示領域内の前記頂点
についてのみ、前記図形の形状を定義する座標系から光
源計算を行なう座標系へ座標変換し、光源計算を行なっ
て図形の輝度を算出し実際の画面に表示することで、達
成される。
合として定義した任意図形の前記各微小面の各頂点につ
いて、図形の形状を定義する座標系から、直接、実際の
画面の表示領域を基準として表示領域の内か外かを判定
する座標系へ座標変換し、該座標系で前記頂点が表示領
域の内か外かを判定し、表示領域外の場合には前記頂点
についての光源計算は行なわず、表示領域内の前記頂点
についてのみ、前記図形の形状を定義する座標系から光
源計算を行なう座標系へ座標変換し、光源計算を行なっ
て図形の輝度を算出し実際の画面に表示することで、達
成される。
【００１３】
【作用】図形の形状を定義する座標系から直接に実際の
画面の表示領域を基準として表示する座標系に座標変換
し、この座標系で表示領域の内か外かを判定してから、
表示領域内の微小面の各頂点についてのみ光源計算を行
うので、不要な処理時間が削除され、図形の描画処理時
間が著しく短縮される。
画面の表示領域を基準として表示する座標系に座標変換
し、この座標系で表示領域の内か外かを判定してから、
表示領域内の微小面の各頂点についてのみ光源計算を行
うので、不要な処理時間が削除され、図形の描画処理時
間が著しく短縮される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の第１実施例に係る図形表示方
法の処理手順を示すフローチャートである。
明する。図１は、本発明の第１実施例に係る図形表示方
法の処理手順を示すフローチャートである。
【００１５】モデリング・クリップ処理を行なうか否か
を判定し（ステップ１１）、モデリング・クリップ処理
を行なう場合には即ち判定結果が肯定の場合には、前記
半空間αに対し事前に座標変換しておいた世界座標系の
半空間α’を、世界座標系からモデリング座標系に事前
に座標変換しておいた半空間α”（平面上の点ｐ”，半
空間の方向ベクトルｕ”）を用いて、モデリング座標系
でモデリング・クリップ処理を行なう（ステップ１
２）。
を判定し（ステップ１１）、モデリング・クリップ処理
を行なう場合には即ち判定結果が肯定の場合には、前記
半空間αに対し事前に座標変換しておいた世界座標系の
半空間α’を、世界座標系からモデリング座標系に事前
に座標変換しておいた半空間α”（平面上の点ｐ”，半
空間の方向ベクトルｕ”）を用いて、モデリング座標系
でモデリング・クリップ処理を行なう（ステップ１
２）。
【００１６】次に、光源計算する前にクリップして表示
領域外の頂点を取り除き、不要な光源計算を行なわない
ようにするために、図形の頂点をモデリング座標系から
正規化投影座標系へ１回で座標変換する（ステップ１
３）。
領域外の頂点を取り除き、不要な光源計算を行なわない
ようにするために、図形の頂点をモデリング座標系から
正規化投影座標系へ１回で座標変換する（ステップ１
３）。
【００１７】そして、頂点が表示領域の内か外かを判定
する（ステップ１４）。連続三角形の１つの三角形が、
表示領域内の場合（ステップ１４でCASE1）にはステッ
プ１５へ行き、表示領域の境界にある場合（ステップ１
４でCASE2）には表示領域の境界にある場合の処理を行
ない（ステップ１６）、表示領域外の場合（ステップ１
４でCASE3）には以後の光源計算の処理を行なわずに終
了する。
する（ステップ１４）。連続三角形の１つの三角形が、
表示領域内の場合（ステップ１４でCASE1）にはステッ
プ１５へ行き、表示領域の境界にある場合（ステップ１
４でCASE2）には表示領域の境界にある場合の処理を行
ない（ステップ１６）、表示領域外の場合（ステップ１
４でCASE3）には以後の光源計算の処理を行なわずに終
了する。
【００１８】次に、光源計算するが、正規化投影座標系
では図形，光源，視点の位置関係が変わっており光源計
算できない。そこで、表示領域内の頂点についてのみモ
デリング座標系から位置関係が正確なビュー参照座標系
へ座標変換する（ステップ１５）。
では図形，光源，視点の位置関係が変わっており光源計
算できない。そこで、表示領域内の頂点についてのみモ
デリング座標系から位置関係が正確なビュー参照座標系
へ座標変換する（ステップ１５）。
【００１９】前記モデリング座標系からビュー参照座標
系へ座標変換するマトリクスが、３軸（ｘ軸，ｙ軸，ｚ
軸）について等倍（Ｓ倍）であり、且つ、３軸について
直交であるか否かを判定し（ステップ１７）、３軸につ
いて等倍であり、且つ、３軸について直交である場合
（ステップ１７でYES）には、３軸等倍，３軸直交の時
の光源計算を行ない輝度を算出する（ステップ１８）。
そうでなければ（ステップ１７でNO）、３軸等倍，３軸
直交でない時の光源計算を行ない輝度を算出する（ステ
ップ１９）。
系へ座標変換するマトリクスが、３軸（ｘ軸，ｙ軸，ｚ
軸）について等倍（Ｓ倍）であり、且つ、３軸について
直交であるか否かを判定し（ステップ１７）、３軸につ
いて等倍であり、且つ、３軸について直交である場合
（ステップ１７でYES）には、３軸等倍，３軸直交の時
の光源計算を行ない輝度を算出する（ステップ１８）。
そうでなければ（ステップ１７でNO）、３軸等倍，３軸
直交でない時の光源計算を行ない輝度を算出する（ステ
ップ１９）。
【００２０】そして、頂点を正規化投影座標系から物理
装置座標系へ１回の座標変換で変換する（ステップ２
０）。
装置座標系へ１回の座標変換で変換する（ステップ２
０）。
【００２１】最後に、前記頂点の算出した輝度，座標値
でウィンドウの表示領域内に描画する（ステップ２
１）。
でウィンドウの表示領域内に描画する（ステップ２
１）。
【００２２】本実施例によれば、複数の座標変換のマト
リクスを事前に乗算して用意しておき、複数の座標変換
をまとめてモデリング座標系から正規化投影座標系に一
回で変換して光源計算対象とする頂点を決めるので、座
標変換処理が減って処理時間が短くなると共に、不要な
頂点についての光源計算が省略できるので、更に処理時
間が短くなる。
リクスを事前に乗算して用意しておき、複数の座標変換
をまとめてモデリング座標系から正規化投影座標系に一
回で変換して光源計算対象とする頂点を決めるので、座
標変換処理が減って処理時間が短くなると共に、不要な
頂点についての光源計算が省略できるので、更に処理時
間が短くなる。
【００２３】以上により、クリップ処理，座標変換処
理，光源計算処理が著しく高速化し、図形の描画処理速
度が著しく高速化する。
理，光源計算処理が著しく高速化し、図形の描画処理速
度が著しく高速化する。
【００２４】図３は、本発明の一実施例に係る図形表示
装置の構成である。図３に示した図形表示装置は、上述
した図形表示方法を実行するプロセッサ４１と、メモリ
４３と、メモリ４３などを制御するコントローラ４２
と、画像を保持する画像メモリ４５に図形を描画する描
画プロセッサ４４と、画像メモリ４５の画像を実際に表
示するＣＲＴ表示管４６から構成されている。
装置の構成である。図３に示した図形表示装置は、上述
した図形表示方法を実行するプロセッサ４１と、メモリ
４３と、メモリ４３などを制御するコントローラ４２
と、画像を保持する画像メモリ４５に図形を描画する描
画プロセッサ４４と、画像メモリ４５の画像を実際に表
示するＣＲＴ表示管４６から構成されている。
【００２５】プロセッサ４１は、上述した図形表示方法
を実行し、座標値と輝度などのデータをコントローラ４
２に出力する。コントローラ４２は、前記データを描画
プロセッサ４４に転送し、前記データに従って描画プロ
セッサ４４は画像メモリ４５に図形を描画する。
を実行し、座標値と輝度などのデータをコントローラ４
２に出力する。コントローラ４２は、前記データを描画
プロセッサ４４に転送し、前記データに従って描画プロ
セッサ４４は画像メモリ４５に図形を描画する。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、表示したい図形の各頂
点についてのクリップ処理，座標変換処理，光源計算処
理を著しく高速に行うことができ、図形の描画処理速度
が著しく高速化するという効果がある。これにより、図
形の描画処理時間が著しく短縮され、システムの操作性
が向上する。
点についてのクリップ処理，座標変換処理，光源計算処
理を著しく高速に行うことができ、図形の描画処理速度
が著しく高速化するという効果がある。これにより、図
形の描画処理時間が著しく短縮され、システムの操作性
が向上する。
【図１】本発明の図形表示方法の一例を示すフローチャ
ートである。
ートである。
【図２】幾何処理の概略を示す図である。
【図３】本発明の一実施例に係る図形表示装置の構成図
である。
である。
【図４】従来の処理手順を示すフローチャートである。
４１…図形表示方法を実行するプロセッサ、４２…コン
トローラ、４３…メモリ、４４…図形を描画する描画プ
ロセッサ、４５…画像を保持する画像メモリ。
トローラ、４３…メモリ、４４…図形を描画する描画プ
ロセッサ、４５…画像を保持する画像メモリ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 秀樹 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内
Claims (6)
- 【請求項１】 表示したい図形の頂点について、図形の
形状を定義する座標系から実際の画面の表示領域を基準
として表示領域の内か外かを判定する座標系へ座標変換
し、該座標系で前記頂点が表示領域の内か外かを判定
し、表示領域外の頂点について光源計算を行なわず、表
示領域内の頂点についてのみ前記図形の形状を定義する
座標系から光源計算を行なう座標系へ座標変換し、該座
標系で光源計算を行なって図形の輝度を算出し、実際の
画面に表示することを特徴とするグラフィック・システ
ムの図形表示方法。 - 【請求項２】 表示したい任意形状の図形を微小面の集
合として定義したモデリング座標系から、実際の画面の
表示領域を基準として表示領域の内か外かを判定する正
規化投影座標系に座標変換し、該正規化投影座標系で前
記各微小面の各頂点が前記表示領域の内か外かを判定
し、該表示領域の内側の前記各頂点についてのみ前記モ
デリング座標系から光源計算を行うビュー参照座標系に
座標変換し、該ビュー参照座標系で前記表示領域内の各
頂点について光源計算を行って実際の画面に表示するこ
とを特徴とするグラフィック・システムの図形表示方
法。 - 【請求項３】 表示したい図形の頂点について図形の形
状を定義する座標系から実際の画面の表示領域を基準と
して表示領域の内か外かを判定する座標系へ座標変換す
る手段と、該座標系で前記頂点が表示領域の内か外かを
判定する手段と、表示領域外の頂点について光源計算を
行なわずに表示領域内の頂点についてのみ前記図形の形
状を定義する座標系から光源計算を行なう座標系へ座標
変換する手段と、該座標系で光源計算を行なって図形の
輝度を算出し実際の画面に表示する手段とを備えること
を特徴とするグラフィック・システムの図形表示装置。 - 【請求項４】 表示したい任意形状の図形を微小面の集
合として定義したモデリング座標系から実際の画面の表
示領域を基準として表示領域の内か外かを判定する正規
化投影座標系に座標変換する手段と、該正規化投影座標
系で前記各微小面の各頂点が前記表示領域の内か外かを
判定する手段と、該表示領域の内側の前記各頂点につい
てのみ前記モデリング座標系から光源計算を行うビュー
参照座標系に座標変換する手段と、該ビュー参照座標系
で前記表示領域内の各頂点について光源計算を行って実
際の画面に表示する手段とを備えることを特徴とするグ
ラフィック・システムの図形表示装置。 - 【請求項５】 図形の各点の輝度を光源位置から計算し
て画面に表示するグラフィックシステムにおいて、図形
のうち表示領域の内か外かを最初に計算し表示領域内の
各点についてのみ輝度計算を行って画面に表示すること
を特徴とするグラフィックシステムの図形表示方法。 - 【請求項６】 図形の各点の輝度を光源位置から計算し
て画面に表示するグラフィックシステムにおいて、図形
のうち表示領域の内か外かを最初に計算し表示領域内の
各点についてのみ輝度計算を行って画面に表示する手段
を備えることを特徴とするグラフィックシステムの図形
表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4249829A JPH06103387A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 図形表示方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4249829A JPH06103387A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 図形表示方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06103387A true JPH06103387A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17198812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4249829A Pending JPH06103387A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 図形表示方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06103387A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100715524B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2007-05-07 | 엠텍비젼 주식회사 | 3차원 지오메트리 프로세서 및 이의 제어 방법 |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP4249829A patent/JPH06103387A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100715524B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2007-05-07 | 엠텍비젼 주식회사 | 3차원 지오메트리 프로세서 및 이의 제어 방법 |
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