JPH0922279A - カラー表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラールックアップテーブルを使用しながら
も、色の操作に関する特定の指示に基づいてプロセッサ
で演算導出された画素データそのものをカラーインデッ
クスデータとして採用し、直接カラーパレットを特定す
ることが可能な経済性に富んだ表示装置を提供する。 【構成】 カラーインデックス８ａを、色立体の任意の
２点間を結ぶ特性線を直接又は間接的に特定する第一の
データＣと、前記特性線を任意に分割した分割点を直接
又は間接的に特定する第二のデータＩとで構成するとと
もに、前記カラーパレット８ｂに、前記カラーインデッ
クス８ａで直接又は間接的に特定される前記色立体の位
置に対応するカラーデータを格納する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のカラーデータを
格納するカラーパレットと、前記カラーパレットの一を
特定するカラーインデックスとからなるカラールックア
ップテーブルを設け、プロセッサで生成され、且つ、フ
レームバッファに格納される画素データで前記カラーイ
ンデックスを特定して得られる、前記カラーパレットに
格納された一のカラーデータに基づいて、表示部にカラ
ー信号を出力するように構成してあるカラー表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の表示装置で使用されるカ
ラールックアップテーブルは、図６に示すように、カラ
ーインデックスとＲＧＢの三原色の各色成分を特定する
カラーパレットとを一対一に対応させて構成して、フレ
ームバッファに書き込まれる画素データでカラーインデ
ックスを特定してカラーパレットのデータを取り出し、
該当画素の表示カラーデータとして出力するように構成
していた。前記カラーパレットには任意のカラーデータ
が格納できるように構成してあるが、カラーインデック
スとカラーパレットに格納されたカラーデータのカラー
特性との間に何らかの関連を持たせて構成するものは無
かった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、上述したよう
に、従来のカラー表示装置では、カラーインデックスと
カラーパレットに格納されたカラーデータのカラー特性
との間に何らの関連もないために、例えば、陰影処理等
といった色の操作に関する特定の指示に基づいてプロセ
ッサで演算導出された画素データそのものをカラーイン
デックスデータとして採用し、直接カラーパレットに格
納されたカラーデータを特定するということが不可能で
あった。特に、三次元グラフィックスに用いる表示装置
で、ライティングの陰影をつけるグーローシェーディン
グや、影を表現するために輝度を低減さたり増加させる
シャドー／逆シャドー効果や、遠近感の表現のために遠
方ほど明るくしたり暗くするフォグ／デプスキュー効果
といった特殊効果を表現する必要があるものでは、プロ
セッサで色の操作に関する特定の指示に基づいて演算導
出された画素データによりカラーパレットに格納された
カラーデータを特定することが必要不可欠であるにもか
かわらず、従来の汎用のカラールックアップテーブルを
用いるものではそれが極めて困難であるために、メモリ
効率が良いという利点を持つカラールックアップテーブ
ルを使用できないという欠点があった。ここに、カラー
パレットに格納されているカラーデータを把握している
者に限り演算導出されたデータからカラーパレットを特
定するデータに変換することは可能であるものの、演算
導出されたデータに対応するカラーデータが存在しない
場合も多々あり、結局のところその実現は極めて困難で
あった。そこで、カラールックアップテーブルを用いず
に、例えば、ＲＧＢの三原色の各色成分を直接に表現す
べくＲＧＢの各成分をそれぞれ複数ビットで示したデー
タを画素データとして採用してフレームバッファに格納
し、格納された画素データを直接Ｄ／Ａ変換してカラー
信号を生成し、表示部に出力するように構成せざるを得
なかったが、このような構成ではフレームバッファ容量
が嵩みメモリ効率が悪く経済性に欠けるという問題点が
ある。本発明の目的は、上述した従来欠点を解消し、カ
ラールックアップテーブルを使用しながらも、色の操作
に関する特定の指示に基づいてプロセッサで演算導出さ
れた画素データそのものをカラーインデックスデータと
して採用し、直接カラーパレットを特定することが可能
な経済性に富んだ表示装置を提供する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明による表示装置の第一の特徴構成は、特許請求の
範囲の請求項１の欄に記載した通り、複数のカラーデー
タを格納するカラーパレットと、前記カラーパレットの
一を特定するカラーインデックスとからなるカラールッ
クアップテーブルを備え、プロセッサで生成され、且
つ、フレームバッファに格納される画素データで前記カ
ラーインデックスを特定して得られる、前記カラーパレ
ットに格納された一のカラーデータに基づいて、表示部
にカラー信号を出力するように構成してあるカラー表示
装置であって、前記カラーインデックスを、前記カラー
パレットに格納されるカラーデータの明度、色度若しく
は彩度又はこれらの統合による任意のカラー特性と関連
付けたデータで構成してある点にある。本発明による表
示装置の第二の特徴構成は、特許請求の範囲の請求項２
の欄に記載した通り、前記第一の特徴構成に加えて、前
記カラーインデックスを、色立体の任意の２点間を結ぶ
特性線を直接又は間接的に特定する第一のデータと、前
記特性線を任意に分割した分割点を直接又は間接的に特
定する第二のデータとで構成するとともに、前記カラー
パレットに、前記カラーインデックスで直接又は間接的
に特定される前記色立体の位置に対応するカラーデータ
を格納してある点にある。本発明による表示装置の第三
の特徴構成は、特許請求の範囲の請求項３の欄に記載し
た通り、前記第一又は第二の特徴構成に加えて、前記画
素データは、前記第一のデータ又は前記第二のデータの
いずれか一方又は双方の下位側に所定数のパディングビ
ットを設けて固定長のデータとして定義され、且つ、前
記プロセッサで演算操作される汎用画素データから、デ
ータ変換手段により前記パディングビットが除去された
ものである点にある。本発明による表示装置の第四の特
徴構成は、特許請求の範囲の請求項４の欄に記載した通
り、前記第二又は第三のいずれかの特徴構成に加えて、
前記フレームバッファに格納される画素データのうち、
少なくとも前記第二のデータに対応する部分が特定の指
示に基づいて演算導出されるものである点にある。

【０００５】

【作用】第一の特徴構成によれば、カラーパレットに格
納されるカラーデータの明度、色度若しくは彩度又はこ
れらの統合による任意のカラー特性と関連付けたデータ
でカラーインデックスを構成すると、色の操作に関する
特定の指示に基づいてプロセッサで演算導出された画素
データそのものをカラーインデックスデータとして採用
して、直接カラーパレットを特定できるのである。第二
の特徴構成によれば、前記カラーインデックスを、色立
体の任意の２点間を結ぶ特性線を直接又は間接的に特定
する第一のデータと、前記特性線を任意に分割した分割
点を直接又は間接的に特定する第二のデータとで構成す
るとともに、前記カラーパレットに、前記カラーインデ
ックスで直接又は間接的に特定される前記色立体の位置
に対応するカラーデータを格納することにより、例え
ば、色相、明度、彩度といった色の三属性のいずれか又
はそれらの組み合わさった特性と関連付けたデータで第
一の特徴構成によるカラーインデックスを容易に構成す
ることができる。具体的に説明すると、図２に示すよう
に、第一のデータで無彩軸の上下端と色相環の一点（例
えば、赤）を結ぶ曲線を特性線として特定し、第二のデ
ータでその特性線を複数に分割した各分割点を特定する
とともに、カラーパレットに、前記カラーインデックス
で特定される特性線に沿ったカラーデータを格納するよ
うに構成すると、赤色の濃淡に関する画素データで直接
にカラーインデックスを指定すれば、望むカラーデータ
が得られるようになるのである。ここに、特性線は色立
体の任意の二点を結ぶ任意の特性線であればよく、上述
の例のように、明度特性と関連付けたデータでカラーイ
ンデックスを構成すると、擬似的なグーローシェーディ
ングや、シャドー／逆シャドー効果や、フォグ／デプス
キュー効果を具現するために、それら操作に関する特定
の指示に基づいてプロセッサで演算導出された画素デー
タそのものをカラーインデックスデータとして採用する
ことができるのである。そして、前記カラーパレットを
ＲＧＢの各色成分に関する３データで構成することによ
り、前記カラーインデックスを、色立体の任意の２点間
を結ぶ特性線を直接特定する第一のデータと、前記特性
線を任意に分割した分割点を直接特定する第二のデータ
とで構成することができる。又、前記カラーパレット
は、表示装置に適した信号形態に応じてＲＧＢの各色成
分に関する３データの代わりに、ＴＶ放送に使用される
ＹＵＶ信号やＹＩＱ信号、カラープリンタに使用される
ＣＭＹ信号等、各信号形態に応じたデータで構成するこ
とにより、前記カラーインデックスを、色立体の任意の
２点間を結ぶ特性線を間接的に特定する第一のデータ
と、前記特性線を任意に分割した分割点を間接的に特定
する第二のデータとで構成することができる。第三の特
徴構成によれば、前記第一のデータ又は前記第二のデー
タのいずれか一方又は双方の下位側に所定数のパディン
グビットを設けて固定長のデータでなる汎用画素データ
として定義することにより、第一のデータ又は前記第二
のデータのいずれか一方又は双方のデータ構成ビット数
がシステムにより異なる場合であっても、プロセッサに
おける演算操作の際にはその違いを意識せずに処理で
き、しかもその違いを意識せずに汎用のハードウェアと
してプロセッサを構築でき、演算結果としての汎用画素
データをフレームバッファに格納する際に、データ変換
手段により汎用画素データから前記パディングビットを
除去すれば、所望の画像データを得ることができるので
ある。第四の特徴構成によれば、前記フレームバッファ
に格納される画素データのうち、少なくとも前記第二の
データに対応する部分が特定の指示に基づいて演算導出
されるものであれば、前記特性線に沿って変化するカラ
ーデータを演算処理により特定することができるのであ
る。

【０００６】

【発明の効果】本発明によれば、カラールックアップテ
ーブルを使用しながらも、色の操作に関する特定の指示
に基づいてプロセッサで演算導出された画素データその
ものをカラーインデックスデータとして採用し、直接カ
ラーパレットを特定することが可能な経済性に富んだ表
示装置を提供することができるようになった。

【０００７】

【実施例】以下に実施例を説明する。三次元グラフィッ
クス装置は、図１に示すように、ホストプロセッサ１か
らのコマンドに応じて画素データを生成するグラフィッ
クプロセッサ２と、グラフィックプロセッサ２で生成さ
れた画素データを書き込むフレームバッファ３，４、及
び、隠面処理用のＺバッファ５と、前記フレームバッフ
ァ３，４に格納された画素データを出力するカラー表示
装置６とから構成してある。前記フレームバッファ３，
４は、前記グラフィックプロセッサ２からの画素データ
を書き込む描画モードと、書き込まれた画素データを前
記表示装置６に出力する表示モードとの間で互いに異な
るモードに切り換えて動作させる高速処理可能なダブル
バッファ方式で構成してある。前記表示装置６は、複数
のカラーデータを格納するカラーパレット８ｂと、前記
カラーパレット８ｂの一を特定するカラーインデックス
８ａとからなるカラールックアップテーブル８を備え、
ＣＲＴでなる表示部７と、前記表示モードにあるフレー
ムバッファ３，４から読み出される画素データで前記カ
ラーインデックス８ａを特定して得られる、前記カラー
パレット８ｂに格納された一のカラーデータに基づい
て、前記表示部７にカラー信号を出力する表示制御部９
等を設けて構成してある。

【０００８】前記カラーインデックス８ａを、マンセル
の色空間に表現される色立体の任意の２点間を結ぶ特性
線を特定する第一のデータＣと、前記特性線を任意に分
割した分割点を特定する第二のデータＩとで構成すると
ともに、前記カラーパレット８ｂに、前記カラーインデ
ックス８ａで特定される前記色立体の位置に対応するカ
ラーデータを格納してあり、以て、前記カラーインデッ
クス８ａを、前記カラーパレット８ｂに格納されるカラ
ーデータの任意のカラー特性と関連付けたデータで構成
してある。詳述すると、図２に示すように、無彩軸ｐを
含み、ある色相で色相環ｒを切る等色相面ｓにあり、前
記無彩軸ｐから離れた彩度の高い位置にある色を前記無
彩軸ｐに沿った方向に結んで得られる複数の特性線Ｌを
第一のデータＣで特定し、前記無彩軸ｐの両端の白黒２
点間を複数点に等分割した各点を前記無彩軸ｐに対して
垂直方向に延ばした線と前記特性線Ｌとの交点Ｑを第二
のデータＩで特定するものであり、図３に示すように、
第一のデータＣで赤、青、緑等といった複数の色が特定
され、第二のデータＩにより各色の明暗（輝度）が特定
される。従って、上述の第一のデータＣ及び第二のデー
タＩで構成される前記カラーインデックス８ａを特定す
る画素データは、色の操作に関する特定の指示に基づい
て前記グラフィックプロセッサ２で演算導出された画素
データそのものを採用することができ、ライティングの
陰影をつけるグーローシェーディングや、影を表現する
ために輝度を低減さたり増加させるシャドー／逆シャド
ー効果や、遠近感の表現のために遠方ほど明るくしたり
暗くするフォグ／デプスキュー効果といった特殊効果を
表現することができる。

【０００９】以下に、本装置で取り扱われる画素データ
について説明する。カラールックアップテーブル方式は
テーブル数に限度があるために、色の表現能力にも制限
がある。例えば、カラーインデックスが構成される第一
のデータＣと第二のデータＩのデータサイズが固定され
る場合には、第一のデータＣで特定される色数は少なく
てよいが第二のデータＩで特定される明暗を細かく表現
したい場合や、逆に、第二のデータＩで特定される明暗
は大雑把でよいが第一のデータＣで特定される色数が多
く必要となる場合等に対応できないことになる。そこ
で、例えば、第一のデータＣと第二のデータＩのフィー
ルド、つまりカラーインデックスのデータ長が８ビット
で固定される場合であっても、Ｉを３ビット、Ｃを５ビ
ットとすると、色数が３２個で各色の明暗（輝度）が８
段階で表現され、Ｉを５ビット、Ｃを３ビットとする
と、色数が８個で各色の明暗（輝度）が３２段階で表現
されるように、場合に応じて色数と輝度が可変に設定で
きるように構成できる。そのために、前記グラフィック
プロセッサ２で演算操作される汎用画素データのデータ
形式を、図４（イ），（ロ）に示すように、前記第一の
データＣ（ｍビット、ｍは２から６ビットの範囲で可変
に構成）及び前記第二のデータＩ（ｎビット、ｎは６か
ら２ビットの範囲で可変に構成）の下位側に所定数のパ
ディングビット（０から４ビットの範囲で可変に構成）
を設けて、Ｍ（＝６）ビットとＮ（＝６）ビットという
１２ビット固定長のデータとして定義し、パディングビ
ットにゼロを挿入することにより、第一のデータＣと第
二のデータＩのフィールドを変更可能にしながらも、前
記グラフィックプロセッサ２のハードウェアを１２ビッ
ト長のデータに対応させて固定して構成できるという汎
用性を確保した構成を採ることができる。ここに、Ｍ，
Ｎ，ｍ，ｎの数値は例示であり、これに限定するもので
はない。そして、図１に示すように、前記グラフィック
プロセッサ２で演算操作される汎用画素データから、前
記パディングビットを除去したデータをフレームバッフ
ァ３，４に格納される画素データとして変換するデータ
変換手段１１を設けることにより、本装置が採用される
システムに応じて構成されるカラールックアップテーブ
ル８に対応して自在に構成できる。図４（ハ）に示すよ
うに、前記第二のデータＩに対して後述の特殊処理用の
特定の指示に基づいた演算処理がなされ、図４（ニ）に
示すように、前記グラフィックプロセッサ２から出力さ
れる最終の汎用画素データが、別途演算導出された幾何
データに対応付けられて、図４（ホ）に示すように、前
記フレームバッファ３，４に出力される。このとき、前
記データ変換手段１１により前記パディングビットが除
去されることになる。前記表示制御部９は、前記フレー
ムバッファ３，４に格納された画素データを読み出した
後に、対応するカラーデータを前記カラールックアップ
テーブル８から読み出してＤ／Ａコンバータ１０でアナ
ログ信号に変換して、前記表示部７に出力する（図４
（ヘ）から（チ）参照）。

【００１０】次に、上述の画素データを用いたグーロー
シェーディングについて説明する。グーローシェーディ
ングでは、照明の効果等により、あるポイントから別の
あるポイントに向かって緩やかに明るさが変化するよう
に画素データを生成するという演算操作を実行するもの
で、始点画素での輝度データをＩ₁ 、終点画素での輝度
データをＩ₁₀とすると、始点から終点に到る中間画素の
輝度データＩ_n を線形補間により求める。つまり、中間
画素の輝度データＩ_n は、次式で求まる。 Ｉ_n ＝Ｉ₁ ＋（ΔＩ）×（ｎ−１）、ここに、ΔＩ＝
（Ｉ₁ −Ｉ₁₀）／画素数 である。グーローシェーディングは一般的には、光源の
色により醸し出される色合いの変化を表すことになる
が、上述したように第二のデータＩを各色の明暗を特定
するものとなるように設定する場合には、光源の色を白
色とした場合に制限されることになり、簡易的ないわば
疑似グーローシェーディングが実現できる。

【００１１】次に、上述の画素データを用いたシャドー
／逆シャドー効果について説明する。シャドーは、既に
フレームバッファに書き込まれた画素データの輝度成分
を低減することによりその領域に影が落ちたかのような
効果を出すもので、具体的には、前記第二のデータＩを
半減（データを１ビットシフトするシフト回路を設ける
ことにより構成できる）又は所定量だけ減らした値を新
たな画素データとして格納し、逆シャドーはその反対に
輝度成分を増加することによりその領域に光が射したか
のような効果を出すもので、具体的には、前記第二のデ
ータＩを倍増（データを１ビットシフトする回路を設け
ることにより構成できる）又は所定量だけ増した値を新
たな画素データとして格納することにより実現する。

【００１２】次に、上述の画素データを用いたフォグ／
デプスキュー効果について説明する。フォグ及びデプス
キューは輝度の変化により奥行きを表現する効果を出す
もので、フォグ効果は奥にいくほど明るくなる効果で、
具体的には、図５に示すように、前記グラフィックプロ
セッサ２で生成された画素データの輝度成分である前記
第二のデータＩに対してＺ値（奥行きデータで視点から
離れるほど大きくなる）を引いた値を新たな画素データ
としてフレームバッファに格納することにより実現し、
デプスキュー効果は、奥にいくほど暗くなる効果で、具
体的には、前記グラフィックプロセッサ２で生成された
画素データの輝度成分である前記第二のデータＩに対し
てＺ値を加えた値を新たな画素データとしてフレームバ
ッファに格納することにより実現するものである。ここ
に、Ｚ値は１６ビットで構成され、前記第二のデータＩ
は６ビット（パディングビットを含む）で構成されてい
るので、Ｚ値の上位６ビットを取り出して反転させた後
に加減算するように構成してある。即ち、前記フレーム
バッファ３，４に格納される画素データのうち、少なく
とも前記第二のデータＩに対応する部分が特定の指示に
基づいて演算導出されるものであれば、上述の特殊効果
を実現できることになるのである。

【００１３】以下に別実施例を説明する。先の実施例で
は、カラーパレットをＲＧＢデータを用いて構成するも
のを説明したが、他に、ＴＶ放送に使用されるＹＵＶ信
号やＹＩＱ信号、カラープリンタに使用されるＣＭＹ信
号を用いてカラーパレットを構成することもできる。こ
こに、ＹＵＶ信号、ＹＩＱ信号、ＣＭＹ信号とＲＧＢ信
号との関係は、以下の変換式で示される。 ＹＵＶ信号の変換式 Ｙ＝ ０．２９９ Ｒ＋０．５８７ Ｇ＋０．１１４ Ｂ Ｕ＝−０．１６８６Ｒ−０．３３１１Ｇ＋０．４９９７Ｂ Ｖ＝ ０．４９９８Ｒ−０．４１８５Ｇ−０．０８１３Ｂ ＹＩＱ信号の変換式 Ｙ＝ ０．２９９ Ｒ＋０．５８７ Ｇ＋０．１１４ Ｂ Ｉ＝ ０．５９６ Ｒ−０．２７５ Ｇ−０．３２１ Ｂ Ｑ＝ ０．２１２ Ｒ−０．５２８ Ｇ−０．３１１ Ｂ ＣＭＹ信号の変換式 Ｃ＝ １−Ｒ Ｍ＝ １−Ｇ Ｙ＝ １−Ｂ 先の実施例では、カラーインデックス８ａを、色立体の
無彩軸ｐを含み、ある色相で色相環ｒを切る等色相面ｓ
にあり、前記無彩軸ｐから離れた彩度の高い位置にある
色を前記無彩軸ｐに沿った方向に結んで得られる複数の
特性線Ｌを第一のデータＣで特定し、前記無彩軸ｐの両
端の白黒２点間を複数点に等分割した各点を前記無彩軸
ｐに対して垂直方向に延ばした線と前記特性線Ｌとの交
点Ｑを第二のデータＩで特定するものを説明したが、マ
ンセルの色空間に表現される色立体の任意の２点間を結
ぶ任意の特性線（直線、曲線を問わない）を特定する第
一のデータＣと、前記特性線を任意に分割した分割点を
特定する第二のデータＩとで構成するものであれば、そ
の構成は任意である。又、先の実施例では、画素データ
を第二のデータＩ第一のデータＣの順に並べたものを説
明したが、データの順番はその逆であってもよい。

【００１４】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】三次元グラフィックス装置のブロック構成図

【図２】マンセルの色空間の説明図

【図３】カラールックアップテーブルの構成図

【図４】データフロー図

【図５】要部の構成図

【図６】従来例を示すカラールックアップテーブルの構
成図

【符号の説明】

３，４ フレームバッファ ７ 表示部 ８ カラールックアップテーブル ８ａ カラーインデックス ８ｂ カラーパレット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のカラーデータを格納するカラーパ
   レット（８ｂ）と、前記カラーパレット（８ｂ）の一を
   特定するカラーインデックス（８ａ）とからなるカラー
   ルックアップテーブル（８）を設け、 プロセッサで生成され、且つ、フレームバッファ（３，
   ４）に格納される画素データで前記カラーインデックス
   （８ａ）を特定して得られる、前記カラーパレット（８
   ｂ）に格納された一のカラーデータに基づいて、表示部
   （７）にカラー信号を出力するように構成してあるカラ
   ー表示装置であって、 前記カラーインデックス（８ａ）を、前記カラーパレッ
   ト（８ｂ）に格納されるカラーデータの明度、色度若し
   くは彩度又はこれらの結合による任意のカラー特性と関
   連付けたデータで構成してあるカラー表示装置。
2. 【請求項２】 前記カラーインデックス（８ａ）を、色
   立体の任意の２点間を結ぶ特性線を直接又は間接的に特
   定する第一のデータ（Ｃ）と、前記特性線を任意に分割
   した分割点を直接又は間接的に特定する第二のデータ
   （Ｉ）とで構成するとともに、 前記カラーパレット（８ｂ）に、前記カラーインデック
   ス（８ａ）で直接又は間接的に特定される前記色立体の
   位置に対応するカラーデータを格納してある請求項１記
   載のカラー表示装置。
3. 【請求項３】 前記画素データは、前記第一のデータ
   （Ｃ）又は前記第二のデータ（Ｉ）のいずれか一方又は
   双方の下位側に所定数のパディングビットを設けて固定
   長のデータとして定義され、且つ、前記プロセッサで演
   算操作される汎用画素データから、データ変換手段（１
   １）により前記パディングビットが除去されたものであ
   る請求項１又は２記載のカラー表示装置。
4. 【請求項４】 前記フレームバッファ（３，４）に格納
   される画素データのうち、少なくとも前記第二のデータ
   （Ｉ）に対応する部分が特定の指示に基づいて演算導出
   されるものである請求項２又は３記載のカラー表示装
   置。