JPH0769970B2 - 図形クリップ方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は図形クリップ方法およびその装置に関し、さ
らに詳細にいえば、直線発生器により順次生成されるア
ドレスに基づいて図形クリップを行なう新規な方法およ
びその装置に関する。

＜従来の技術、および発明が解決しようとする課題＞ 従来からグラフィック・ディスプレイ装置においては、
表示のための領域が予め定められているので、上位プロ
セッサから図形データが供給された場合に、上記予め定
められている領域の内部に表示されるべき部分と残余の
部分とを区分して、前者の部分のみを表示させるように
することが必要であり、このような要求を満足させるた
めにクリップ機能を有している。また、最近のグラフィ
ック・ディスプレイ装置において一般的に具備されてい
るマルチ・ウィンドウ表示機能においても、ウィンドウ
領域の内部に表示されるべき部分と残余の部分とを区分
して、前者の部分のみを表示させるようにすることが必
要であり、このような要求を満足させるためにもクリッ
プ機能が具備されている。

従来からよく知られているクリップ機能は、例えば、２
次元クリップであれば、表示のための矩形領域に対し
て、多角形の隣合う頂点が共に内部に位置するか、共に
外部に位置するか、一方が内部、他方が外部に位置する
かを判別する。そして、共に内部に位置する頂点により
形成される線分についてはそのまま表示すべきことを指
示し、共に外部に位置する頂点により形成される線分は
表示しないことを指示し、一方が内部、他方が外部に位
置する頂点により形成される線分は矩形領域の輪郭線と
の交点を算出して、交点と内部に位置する頂点により形
成される線分のみを表示すべきことを指示する。そし
て、従来のグラフィック・ディスプレイ装置において
は、上記一連の処理をクリップ処理専用のプロセッサに
より行なっており、クリップ処理により得られた結果に
基づいて補間演算等を行なって画像メモリに対する描画
を行なうようにしている。

したがって、最も単純な矩形領域に基づくクリップ処理
を行なう場合であってもプロセッサの処理負荷が大きく
なり、処理速度を余り高めることができず、グロー・シ
ェーディング処理を施す場合には、クリップ処理に伴な
って輝度計算等も必要になるのであるから、処理負荷が
一層大きくなり、処理速度が一段と遅くなってしまうと
いう問題がある。具体的には、インデックス方式に基づ
くグロー・シェーディング処理を施すのであれば単にイ
ンデックス値を算出するだけでよいが、RGB方式に基づ
くグロー・シェーディング処理を施すのであれば、Ｒ
値、Ｇ値およびＢ値を算出しなければならず、著しく処
理負荷が大きくなってしまう。特に、同時表示可能な色
数を増加させる必要がある場合にはRGB方式を採用せざ
るを得ず、必然的に描画速度が低下してしまうのであ
る。

また、以上には矩形領域に基づくクリップ処理を行なう
場合についてのみ説明したが、マルチ・ウィンドウ表示
を行なう場合には、種々の形状の領域に基づくクリップ
処理を行なうことが必要になるのであるから、領域の複
雑化に伴なって一層処理負荷が増大し、描画速度が著し
く低下してしまう。

尚、３次元クリップを行なう場合には、クリップ処理を
施すべき座標が増加するのであるから、処理負荷が増大
し、描画速度を低下させることになってしまう。

＜発明の目的＞ この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
描画時に順次生成されるアドレスに基づいてクリップ処
理を施すことにより描画速度の高速化を達成するととも
に、クリップ処理のための専用プロセッサを省略するこ
とができる新規な図形クリップ方法およびその装置を提
供することを目的としている。

＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するための、この発明の図形クリップ
方法は、直線発生手段により生成されるアドレスにオフ
セット処理を施すことにより、表示可能な実スクリーン
座標空間の原点を、直線発生手段により生成可能なアド
レスにより定まる仮想スクリーン座標空間の中央に位置
させ、オフセット処理が施されたアドレスの上位ビット
に基づいて表示すべきか否かを判別する方法である。

上記の目的を達成するための、他の発明の図形クリップ
方法は、直線発生手段により生成されるアドレスにオフ
セット処理を施すことにより、表示可能な実スクリーン
座標空間の原点を、直線発生手段により生成可能なアド
レスにより定まる仮想スクリーン座標空間の中央に位置
させ、かつ実スクリーン座標空間に対応する座標空間に
マスク・データを書き込んでおき、オフセット処理が施
されたアドレスの上位ビットおよびマスク・データに基
づいて表示すべきか否かを判別する方法である。

上記の目的を達成するための、この発明の図形クリップ
装置は、直線発生手段により生成されるアドレスにオフ
セット処理を施して、表示可能な実スクリーン座標空間
の原点を、直線発生手段により生成可能なアドレスによ
り定まる仮想スクリーン座標空間の中央に位置させるオ
フセット手段と、オフセット処理が施されたアドレスの
上位ビットに基づいて表示すべきか否かを判別する判別
手段と、表示すべきであると判別された画素のみを描画
する描画制御手段とを具備している。

上記の目的を達成するための、他の発明の図形クリップ
装置は、直線発生手段により生成されるアドレスにオフ
セット処理を施して、表示可能な実スクリーン座標空間
の原点を、直線発生手段により生成可能なアドレスによ
り定まる仮想スクリーン座標空間の中央に位置させるオ
フセット手段と、マスク・データを格納するための、実
スクリーン座標空間に対応する座標空間を有するマスク
・データ格納手段と、オフセット処理が施されたアドレ
スの上位ビットおよびマスク・データに基づいて表示す
べきか否かを判別する判別手段と、表示すべきであると
判別された画素のみを描画する描画制御手段とを具備し
ている。

＜作用＞ 以上の図形クリップ方法であれば、直線発生手段により
生成されるアドレスにオフセット処理を施して、表示可
能な実スクリーン座標空間の原点を、直線発生手段によ
り生成可能なアドレスにより定まる仮想スクリーン座標
空間の中央に位置させるのであるから、オフセット処理
が施されたアドレスの上位ビットのみに基づいて表示す
べきか否かを判別することができ、表示すべきであると
判別された場合にのみ描画を行なうだけで、クリップ処
理が施された状態での図形描画を達成できる。

第３の発明の図形クリップ装置であれば、直線発生手段
により順次生成されるアドレスに対してオフセット手段
によりオフセット処理を施して、表示可能な実スクリー
ン座標空間の原点を、直線発生手段により生成可能なア
ドレスにより定まる仮想スクリーン座標空間の中央に位
置させるので、オフセット処理が施されたアドレスの上
位ビットのみに基づいて判別手段により簡単に表示すべ
きか否かを判別することができ、表示すべきであると判
別された画素のみについて描画制御手段により描画する
だけで、クリップ処理が施された状態での図形描画を達
成できる。

第２の発明の図形クリップ方法であれば、第１の発明と
同様に実スクリーン座標空間に基づく図形クリップ処理
を達成することができ、しかも実スクリーン座標空間に
対応する座標空間に書き込まれたマスク・データに基づ
いてさらに図形クリップ処理を施すのであるから、マル
チ・ウィンドウ表示に伴なう任意の図形クリップ処理に
も簡単に対処できる。特に、書き込まれるマスク・デー
タの形状については何ら制約がないのであるから、所望
の形状のウィンドウを簡単に設定できる。

第４の発明の図形クリップ装置であれば、第３の発明の
図形クリップ装置にマスク・データ格納手段を付加する
とともに、判別手段においてマスク・データをも考慮し
て表示すべきか否かを判別するだけで、実スクリーン座
標空間の内部に位置し、かつマスク・データにより設定
された領域内に位置する図形のみを描画することがで
き、任意のマルチ・ウィンドウ表示に簡単に対処でき
る。

＜実施例＞ 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明の図形クリップ方法の一実施例を示す
フローチャートであり、ステップにおいて図形プリミ
ティブ単位のプルーニング判定を行ない、ステップに
おいて座標変換処理等が施された端点データを受け取
り、ステップにおいて直線発生器（以下、DDAと称す
る）により補間演算を行なうことにより画素データを生
成する。そして、ステップにおいて、生成された画素
のアドレスに所定のオフセット値を加算することによ
り、表示可能な実スクリーン座標空間の原点を直線発生
器により生成可能なアドレスにより定まる仮想スクリー
ン座標空間の中央に位置させ、ステップにおいて、オ
フセット値が加算されたアドレスの上位ビットのみに基
づいて実スクリーン座標空間の内部か外部か、即ち、表
示すべきか否かを判別し、表示すべきであると判別され
た場合にはステップにおいて画像メモリに対する書き
込みを行なう。また、ステップにおいて表示すべきで
ないと判別された場合、またはステップの処理を行な
った場合には、ステップにおいて該当する線分の補間
演算が終了したか否かを判別し、該当する線分の補間演
算が終了したと判別された場合には、ステップにおい
て全ての補間演算が終了したか否かを判別し、全ての補
間演算が終了したと判別された場合にはそのまま一連の
処理を終了する。上記ステップにおいて該当する線分
の補間演算が終了していないと判別された場合には再び
ステップの処理を行ない、ステップにおいて終了し
ていない補間演算が存在すると判別された場合には、ス
テップにおいて次の線分に対応する端点データを受け
取ってからステップの処理を行なう。

尚、上記ステップにおける判別は、判定のための基準
データを予め設定しておき、基準データとの比較または
論理演算を行なうことにより簡単に達成でき、大小判別
等を行なう必要はない。

第２図は上記図形クリップ方法を概略的に説明する図で
あり、第２図（Ａ）に示す実スクリーン空間に対してＬ
で示す線分を描画する場合には、ステップにおいて、
線分Ｌを構成する多数の画素データが順次生成される。
そして、ステップにおいて所定のオフセット値（DDA
により生成可能なアドレスの1/2の値）を加算すること
により、実スクリーン座標空間の原点を、DDAにより生
成可能なアドレスに基づいて定まる仮想空間（第２図
（Ｂ）参照）の中央に位置させる。但し、上記加算動作
に変えて、最上位ビットのみを反転させる論理演算を行
なってもよい。したがって、ｘ座標およびｙ座標の最上
位ビットが共に“1"の範囲のみに実スクリーン座標空間
が存在する。そして、DDAが16ビットのアドレスを生成
するとともに、実スクリーン座標空間が1K×2Kである場
合には、最上位ビットを除く上位５ビットおよび４ビッ
トが全て“0"の範囲が実スクリーン座標空間である。

次いで、ステップにおいて、一方のアドレスの上位６
ビットが“100000"であり、かつ他方のアドレスの上位
５ビットが“10000"であるか否かを判別するだけで、実
スクリーン座標空間に位置する画素であるか否かを判別
することができ、この判別結果に基づいて図示しない画
像メモリに対する書き込みを制御するだけで簡単にクリ
ップ処理を施した状態の図形を描画することができる。

尚、以上には２次元クリッピングを行なう場合について
のみ説明したが、３次元クリッピングを行なう場合にも
簡単に適用できることは勿論である。

＜実施例２＞ 第３図はこの発明の図形クリップ方法の他の実施例を示
すフローチャートであり、第１図の実施例と異なる点
は、初期設定として第４図に示すように、実スクリーン
座標空間に対応するワーキング・プレーンにクリップ・
ウィンドウを描画しておくステップ、第１図のステップ
とステップとの間において、ワーキング・プレーン
の描画されたクリップ・ウィンドウの範囲内であるか否
かを判別し、クリップ・ウィンドウの範囲内であると判
別された場合にのみステップの処理を行なうステップ
が付加された点である。

したがって、この実施例の場合には、実スクリーン座標
空間内の画素であっても、クリップ・ウィンドウの内部
か否かに基づいて描画すべきか否かが判別されるので、
クリップ・ウィンドウに基づくクリップ処理を簡単に達
成することができる。また、クリップ・ウィンドウはワ
ーキング・プレーンに書き込んでおくだけでよいから、
任意の形状のクリップ・ウィンドウを設定しておくこと
が簡単にでき、従来のマルチ・ウィンドウ機能のような
クリップ・ウィンドウの形状の制約を排除することがで
きる。

＜実施例３＞ 第５図はこの発明の図形クリップ装置の一実施例を概略
的に示すブロック図である。

座標変換等が施された端点データに基づいて補間演算を
行ない、順次画素データを生成するDDA（１）と、DDA
（１）により生成されるアドレスに基づいてダブル・バ
ッファ・メモリ制御信号を生成する複数個のタイミング
制御回路（２）と、DDA（１）により生成されるカラー
・データを一時的に保持する複数個のダブル・バッファ
・メモリ（３）と、各ダブル・バッファ・メモリ（３）
の内容が書き込まれる画像メモリ（４）と、DDA（１）
により生成されるアドレスの上位ビットに基づいて各ダ
ブル・バッファ・メモリ（３）に供給する描画許可信号
を生成する判別手段としての描画制御回路（５）とを有
している。

上記描画制御回路（５）は、例えば第６図に示すよう
に、ｘ座標用のDDA加算器（1x）から出力される16ビッ
トのｘ座標値の上位５ビットが供給されるｘコンパレー
タ（11）と、ｙ座標用のDDA加算器（1y）から出力され
る16ビットのｙ座標値の上位６ビットが供給されるｙコ
ンパレータ（12）と、ｚ座標用のDDA加算器（1z）から
出力される24ビットのｚ座標値の上位８ビットが供給さ
れるｚコンパレータ（13）と、各コンパレータ（11）
（12）（13）から出力される比較結果信号を入力として
描画許可信号を生成するANDゲート（14）と、上記各コ
ンパレータに供給される上位ビットのうち、最上位ビッ
トのみを反転させるオフセット手段としてのビット反転
回路（15）（16）（17）を有している。尚、上記各コン
パレータ（11）（12）（13）には、それぞれ基準データ
として“10000"、“100000"“10000000"が供給されてい
る。

上記の構成の図形クリップ装置の動作は次のとおりであ
る。

DDA（１）により補間演算を行なうことにより、ｘ座標
値、ｙ座標値、ｚ座標値およびカラー・データで構成さ
れる画素データが順次生成される。そして、上記ｘ座標
値、ｙ座標値およびｚ座標値は全てのタイミング制御回
路（２）に供給され、各タイミング制御回路（２）は各
座標値に基づいて対応するダブル・バッファ・メモリの
選択、切替え制御等を行なうための制御信号を生成す
る。また、上記ｘ座標値、ｙ座標値およびｚ座標値の上
位ビットがビット反転回路（15）（16）（17）により最
上位ビットのみを反転された状態でそれぞれ対応するコ
ンパレータ（11）（12）（13）に供給され、対応する基
準データと比較される。そして、全てのコンパレータ
（11）（12）（13）から一致信号が出力された場合にAN
Dゲート（14）から描画許可信号が出力され、逆に、何
れかのコンパレータから不一致信号が出力された場合に
ANDゲート（14）か描画禁止信号が出力される。

したがって、DDA（１）により生成されるアドレスが実
スクリーン座標空間に含まれる場合には、全てのコンパ
レータ（11）（12）（13）が一致信号を出力するのでAN
Dゲート（14）から描画許可信号を出力する。この状態
において、DDA（１）から出力されるアドレスに基づい
てタイミング制御回路（２）が該当するダブル・バッフ
ァ・メモリ（３）を選択するので、DDA（１）により生
成されるカラー・データがダブル・バッファ・メモリ
（３）を介して画像メモリ（４）に書き込まれる。

逆に、DDA（１）により生成されるアドレスが実スクリ
ーン座標空間の外である場合には、少なくとも１つのコ
ンパレータが不一致信号を出力するので、ANDゲート（1
4）が描画禁止信号を出力し、ダブル・バッファ・メモ
リを通しての画像メモリ（４）へのカラー・データの書
き込みを禁止する。

この結果、実スクリーン座標空間に含まれる画素のみが
画像メモリに書き込まれ、他の画素は書き込まれないの
で、画像メモリ（４）に対するカラー・データの書き込
みとクリップ処理とが同時に達成される。即ち、従来の
グラフィック・ディスプレイ装置において必須とされて
いたクリップ専用のプロセッサを省略できるので構成を
簡素化でき、しかも描画禁止時にはカラー・データをダ
ブル・バッファ・メモリに書き込まないようにすること
により、全体として著しく高速化できることになる。

尚、この実施例においては、各DDA加算器から出力され
るアドレスの最上位ビットを反転させるようにしている
が、DDA（１）に供給される端点のアドレスの最上位ビ
ットを予め反転させておくことも可能である。

＜実施例４＞ 第７図はこの発明の図形クリップ装置の他の実施例を示
すブロック図であり、第５図の実施例と異なる点は、マ
スク・データ格納手段としての、実スクリーン座標空間
に対応するワーキング・プレーン（６）を設け、このワ
ーキング・プレーン（６）にクリップ・ウィンドウを予
め描画しておく点およびワーキング・プレーン（６）か
らの読み出しデータおよび上記ANDゲート（14）からの
出力信号を入力として描画許可信号を生成するANDゲー
ト（18）を設けた点のみである。尚、ワーキング・プレ
ーン（６）に対する描画回路も必要であるが、従来公知
の書き込み回路を使用できるので、図示していない。

したがって、この実施例の場合には、ANDゲート（14）
により実スクリーン座標空間の内部の画素であるか否か
を示す信号が出力されるが、この信号とワーキング・プ
レーン（６）からの読み出し信号とを入力とするANDゲ
ート（18）からの出力信号に基づいて描画許可または描
画禁止が指示されることになる。したがって、最終的
に、ワーキング・プレーン（６）に描画されたクリップ
・ウィンドウの内部の画素のみが画像メモリ（４）に描
画される。また、以上の説明から明らかなように、ワー
キング・プレーン（６）に描画されるクリップ・ウィン
ドウの形状は自由に設定できるのであるから、マルチ・
ウィンドウ表示に簡単に対応できる。

＜実施例５＞ 第８図はこの発明の図形クリップ装置のさらに他の実施
例を示すブロック図であり、第７図の実施例と異なる点
は、ANDゲート（18）を省略し、ダブル・バッファ・メ
モリに含まれている軌跡レジスタ（19）の内容とワーキ
ング・プレーン（６）からの読み出しデータを保持する
リード・レジスタ（20）の内容とに基づいてビット単位
で論理積演算を行なう論理積演算回路（21）を設けた点
である。尚、ANDゲート（14）からの出力信号は軌跡レ
ジスタ（19）に対する書き込みを制御するために使用さ
れる。また、クリップ・ウィンドウを描画するデータの
種類によっては、リード・レジスタ（20）の内容を反転
回路により反転させて論理積回路に供給する。また、
（22）は論理積演算結果に基いて書き込み画素を選択す
るセレクタ、（23）は双方向バッファである。

したがって、この実施例の場合には、実スクリーン座標
空間の内部において、画素単位ではなく、ダブル・バッ
ファ・メモリ（３）の容量に基づいて定まる複数画素単
位で描画可能か否かを判別できるので、全体としてより
一層高速化できる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、例えば、ダブル・バッファ・メモリ（３）の数を１
つにし、タイミング制御回路（２）を省略することが可
能であるほか、この発明の要旨を変更しない範囲内にお
いて種々の設計変更を施すことが可能である。

＜発明の効果＞ 以上のように第１の発明は、図形描画動作と並行して表
示可能領域に基づくクリップ処理を行なうことができ、
クリップ処理後に図形描画動作を行なう場合と比較して
著しく処理を高速化でき、しかも判別処理を簡素化でき
るという特有の効果を奏する。

第２の発明は、表示可能領域内の所望箇所に所望形状の
クリップ・ウィンドウを設定することができ、簡単にマ
ルチ・ウィンドウ処理に対処でき、しかも判別処理を簡
素化できるという特有の効果を奏する。

第３の発明は、図形描画動作と並行して表示可能領域に
基づくクリップ処理を行なうことができ、クリップ処理
後に図形描画動作を行なう場合と比較して著しく処理を
高速化できるとともに、クリップ専用のプロセッサを省
略でき、しかも判別手段を簡単化できるという特有の効
果を奏する。

第４の発明は、表示可能領域内の所望箇所に所望形状の
クリップ・ウィンドウを設定することができ、簡単にマ
ルチ・ウィンドウ処理に対処でき、しかも判別手段を簡
単化できるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の図形クリップ方法の一実施例を示す
フローチャート、 第２図は第１図の図形クリップ方法を概略的に説明する
図、 第３図はこの発明の図形クリップ方法の他の実施例を示
すフローチャート、 第４図はワーキング・プレーンに対するクリップ・ウィ
ンドウ描画例を示す図、 第５図はこの発明の図形クリップ装置の一実施例を概略
的に示すブロック図、 第６図は描画制御回路の一例を示すブロック図、 第７図はこの発明の図形クリップ装置の他の実施例を示
すブロック図、 第８図はこの発明の図形クリップ装置のさらに他の実施
例を示すブロック図。 （１）……DDA、（５）……判別手段としての描画制御
回路、 （６）……マスク・データ格納手段としてのワーキング
・プレーン、 （1x）（1y）（1z）……DDA加算器、 （11）……ｘコンパレータ、（12）……ｙコンパレー
タ、 （13）……ｚコンパレータ、（14）……ANDゲート、 （15）（16）（17）……オフセット手段としてのビット
反転回路、 （18）……ANDゲート、（19）……軌跡レジスタ、 （20）……リード・レジスタ、（21）……論理積回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直線発生手段（１）により生成されるアド
   レスにオフセット処理を施すことにより、表示可能な実
   スクリーン座標空間の原点を、直線発生手段（１）によ
   り生成可能なアドレスにより定まる仮想スクリーン座標
   空間の中央に位置させ、オフセット処理が施されたアド
   レスの上位ビットに基づいて表示すべきか否かを判別す
   ることを特徴とする図形クリップ方法。
2. 【請求項２】直線発生手段（１）により生成されるアド
   レスにオフセット処理を施すことにより、表示可能な実
   スクリーン座標空間の原点を、直線発生手段（１）によ
   り生成可能なアドレスにより定まる仮想スクリーン座標
   空間の中央に位置させ、かつ実スクリーン座標空間に対
   応する座標空間にマスク・データを書き込んでおき、オ
   フセット処理が施されたアドレスの上位ビットおよびマ
   スク・データに基づいて表示すべきか否かを判別するこ
   とを特徴とする図形クリップ方法。
3. 【請求項３】直線発生手段（１）（1x）（1y）（1z）に
   より生成されるアドレスにオフセット処理を施して、表
   示可能な実スクリーン座標空間の原点を、直線発生手段
   （１）（1x）（1y）（1z）により生成可能なアドレスに
   より定まる仮想スクリーン座標空間の中央に位置させる
   オフセット手段（15）（16）（17）と、オフセット処理
   が施されたアドレスの上位ビットに基づいて表示すべき
   か否かを判別する判別手段（５）（11）（12）（13）
   （14）とを具備することを特徴とする図形クリップ装
   置。
4. 【請求項４】直線発生手段（１）（1x）（1y）（1z）に
   より生成されるアドレスにオフセット処理を施して、表
   示可能な実スクリーン座標空間の原点を、直線発生手段
   （１）（1x）（1y）（1z）により生成可能なアドレスに
   より定まる仮想スクリーン座標空間の中央に位置させる
   オフセット手段（15）（16）（17）と、マスク・データ
   を格納するための、実スクリーン座標空間に対応する座
   標空間を有するマスク・データ格納手段（６）と、オフ
   セット処理が施されたアドレスの上位ビットおよびマス
   ク・データに基づいて表示すべきか否かを判別する判別
   手段（５）（11）（12）（13）（14）（18）（19）（2
   0）（21）とを具備することを特徴とする図形クリップ
   装置。