JPS5846026B2 - デイスプレイ装置における隠線消去方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ディジタルＩＣメモリでもって画偉メモリ
が構成されるディスプレイ装置１こおいて、３次元空間
を取扱う場合の隠線消去方式１こ関する。

ディスプレイにおいて（ｘ、ｙ、ｚ）の３次元座標系で
表わされた物体を、２次元のＣＲＴ画面上に立体的に表
示する場合、表面の境界線や輪郭線を表示する線画であ
れば、立体は針金細工のようＩこなり、本来なら実体の
陰）こ隠れで見えない線まで現われてきて図を判り１こ
くくする。

それを除くため、見えなくなる線を図から消してしまえ
ば良い。

その操作を隠線消去という。また、線画でなく面１こよ
って立体物を表示しようとする場合も（従来このような
面表示はほとんど行なわれでいないが）、実体（こ隠れ
で見えなくなる而を消す必要があり、これも広義に隠線
消去という。

この隠線消去を合理的１こ行なうべく、従来から様々な
方式が研究されでいる。

例えば。ＷＡＲＮＯＣＫＳやＬＯＵＴＲＥＬのアルゴリ
ズムとしで知られているソフトウェア１こよって隠線消
去データを求める方式があるが、この種のソフトウェア
１こよるものは、データの与え方が複雑であったり、膨
大な計算量が必要で計算機の負荷が大きく、また処理速
度も満足のくくものではない。

一方、近年のＩＣメモリ技術の発展１こより、ディジク
ルＩＣメモリでもってモニタ表示用画像メモリ（Ｖｉｄ
ｉｏ Ｆｒａｍｅ Ｂｕｆｆｅｒ）を構成し、高分解能
で高速な表示処理が可能となってきた。

本発明者らは、画像メモリがディジクルＩＣで構成され
るシステムを前提とし、このディジタルＩ’Ｃ画像メモ
リの特性を活かし、従来比較的困難であった数々の図形
表示を簡単かつ高速に実現できる処理方式を種々開発し
ている。

その１つに、面輝度発生方式と呼んでいる技術があり、
それを基礎として、本発明の隠線ｒ白書方式が開発され
た。

まず最初１こ、本発明を適用するディスプレイ装置の概
要を第１図１こ従って説明する。

この装置は、ディスプレイプロセッサー１゜ＤＤＡＤ路
２、メモリ制（財）回路３、モニタ表示用画像メモリ４
、ＣＲＴモニタ回路５等から基本的１こ構成され、また
後述するように白土成用と呼ぶさら１こ２つの画像メモ
リ６および７を用いる。

ディスプレイプロセッサー１は、ホストコンピュータ（
図示省略）１こより与えられるディスプレイファイルを
展開して、スケーリング、回転等を含む直線や曲線ある
いは面の生成１こ必要な原データを求めるところである
。

ＤＤＡＤ路２は、上記プロセッサー１こよって求められ
た原データに基づいて画像データを演算する回路であっ
て、この回路からは（ｘ、ｙ、ｚ）の三次元で表わされ
た画像データが出力され、このデータがメモリ制（財）
回路３を介して画像メモリ４あるいは６，７１こ書込ま
れる。

上記画像メモリ４は、デジタルＩＣメモリで構成されて
おり、例えば、ＣＲＴの画面が１０２４Ｘ１０２４の画
素１こ分割されるものとすると（即ちＣＲＴ画面上に１
０２４Ｘ１．０２４の分解能で表示を行なう場合）、そ
の各１面素配列と２次元的に対応した１０２４Ｘ１０２
４のメモリセルの配列構造をもつ複数枚のメモリプレー
ンでもって画像メモリ４が構成される。

１枚のメモリプレーンで各画素に対応する座標位置（Ｘ
、Ｙアドレスで指定される記憶位置）１こそれぞれ１ビ
ツトの情報を記憶することができ、複数枚のメモリプレ
ーンを並列）こ用いれは、各座標位置；こそれぞれ複数
ビットの情報を記憶することができ、これ［こよって表
示輝度情報を伴なう画像データを記憶することができる
。

図示した例では、画像メモリ４は４枚のメモリプレーン
４ａ〜４ｄで構成され、各座標位置に４ビツトの情報を
書込め、１６レベルの輝度を表現することができる。

なお、白土成用画像メモリ６および画像メモリ７も上記
画像メモリ４と全く同じである。

さて本装置；こあっては、ある輪郭をもつ平面を表示す
る場合１こ、その画面像の輪郭線の３次元空間内１こお
ける位置間作を表わす閉ループデータを与える。

これを受けでＤＤＡＤ路２で所定の演算が行なわれ、そ
の演算進行ｉこ伴って、上記閉ループを構成する各点の
Ｘ−Ｙ平面の座標値（ｘ、ｙとも（こ１０ビツトのデー
タ）と、そのＸ、Ｙ全標値で表わされる点の表示輝度情
報（４ビツトのデータで、これは３次元座標系のＺ軸の
データである）とが、ＤＤ人開開回路２順次高速に出力
される。

なお、このようなりＤＡ回路２１こよる画像データ（線
分データ）の演算は公知の技術である。

メモリ制（財）回路３は、ＤＤＡＤ路２から順次出力さ
れる上記閉ループデータ（ＸｔＹｊＺ）のうち、Ｘ、Ｙ
全標値を画像メモリ４（あるいは６，７）に対してＸ、
Ｙアドレスとして供給することとも１こ、Ｚデータを書
込みデータとして入力する。

これにより、画像メモリ４には、ＤＤＡ回路２から順次
出力されるＸ、Ｙ座標値１こ対応する位置１こそれぞれ
の点の輝度データが記憶される。

画ｔｊメモリ４の記憶内容をＣＲＴＩこ表示する場合、
ＣＲＴモニタ回路５では、ＣＲＴのラスタースキャンと
画像メモリ４の読出し走査を２次元的に対応させるとと
もに両者を同期させて行ない、画像メモリ４からの読出
しデータをＣＲＴの輝度器（財）信号とする。

例えば、上述した閉ループデータが画像メモリ４に書か
れていて、それがＣＲＴモニタ回路５でモニタされると
、ＣＲＴ画面上には、連続した輝度変化をもつ線によっ
て閉ループが描かれる。

この画像は、輪郭線でのみ而が実現され、その面のＺ方
向の位置関係を表わす輝度変化も、その輪郭線上でのみ
表現されるものである。

これは、従来における一般的な面表現である。

ここで本発明の基礎となる上記の面輝度発生方式１こつ
いで説明する。

この方式は、上述のような閉ループデータが与えられる
ととも１こ、その閉ループについでの面表示指令が与え
られたとき、その閉ループ内を、その閉ループ上の各点
の輝度で規定される連続した輝度変化をもった輝線で埋
めてなる線画のない面表示を行なうべく、そのような画
像データを上記閉ループデータ（こ基づいて発生させて
、画像メモリ４１こ書込むための信号処理方式である。

詳説すると、ＤＤＡ回路２から出力される上述の閉ルー
プデータをまず白土成用画像メモリ６に書込み、その後
、以下１こ述べるよう１こ、この画像メモリ６を順次一
定方向に走査して閉ループデータを読出しながら、輝度
データの演算を行なう。

第２図は、画像メモリ６に閉ループデータか書かれてい
る状態を図式的１こ示しでいる。

ただし、図中の閉ループ１１こは輝度データを書き現わ
してはいないが、画像メモリ６には輝度データが記憶さ
れている。

画像メモリ６は図のよう１こＸ、Ｙ軸（アドレス）が設
定されているものとしく画像メモリ４，７も全く同じ）
、これに書かれた上記閉ループデータのＸ、Ｙアドレス
の最大、最小をそれぞれＸＭＡＸ、ＹＭＡＸ、ＹＭＩＸ
とする。

そして例えば、画像メモリ６上のこの閉ループデータを
読出す走査は、点（ＸＭＩＮ ＩＹＭ ＩＮ＋１ ）か
ら点（ＸＭＡＸ 、ＹＭＡＸ １）までをＸ軸正方向
１こ順次行なうものとする。

このよう１こ走査範囲を限定すれば）各走査毎に必ず閉
ループｌとの２つの交点が検出できる。

なお、説明が前後するがこのことを満足する１こは、当
然閉ループｌの形態１こ条件が付く訳で、ここで再生成
の対象として取扱うのはその条件１こ適合する閉ループ
であるとする。

上記のよう（こ、画ｉｌｌモリ６の各走査毎１こ閉ルー
プｌとの２つの交点が検出されること１こなるが、そこ
で、ある走査ラインＹｉの走査時１こ、走査方向１こ対
して最初１こ検出される点を第１交点Ｐ１、次１こ検出
される点を第２交点Ｑｉと称す。

また、ＰｉのＸ、ＹアドレスをＸ （Ｐ ｌ ） ｔ
Ｙ （Ｐ ＋ ）と称し、Ｐｉの輝度データをＺ（Ｐｉ
）と称す（点Ｑ ｉ ｌこついても同様）。

さて上記面輝度発生方式は、画像メモリ６上の閉ループ
データにおいで、例えば走査ラインＹｉ１こついての２
つの交点Ｐｉ、Ｑｉの輝度データがそれぞれＺ （Ｐ
＋ ） ｔ Ｚ（Ｑ＋ ）である場合、モニタ表示用画
像メモリ４（あるいは７）１こおいで、点Ｐｉ −（、
Ｘ（Ｐｉ ）、Ｙｉし）ら点Ｑｉ−（Ｘ（Ｑｉ ）。

Ｙｉ）までを結ぶ線上）こ、Ｚ （Ｐｉ ）からＺ（Ｑ
ｉ）まで一様な割合で連続的１こ変化すを輝度データを
書込むのである。

なお、上記１こように画像メモリ４１こおける点Ｐｉ、
Ｑｉの輝度データを、画像メモリ６１こおけるＺ（Ｐ
ｉ ）、Ｚ（Ｑｉ ） ｌこ正確１こ一致させれば、一
番好ましいのであるが、画像メモリ４１こおける点Ｐｌ
。

Ｑｉの輝度データが、画像メモリ６）こおけるｚ（ｐｌ
）ｔｚ（Ｑ；）より極く僅か１こ異なる場合をも許容す
る。

したがって上記のようなデータ生成は、例えば次のよう
な制（財）手段１こよって実現さ４’Ｌる。

け）画像メモリ６に書かれた閉ループデータを読出し走
査する際１こ、その走査アドレス信号を画像メモリ４に
も与えてアドレッシングし、該メモリ４を書込み状態と
する。

回 画像メモリ６のラインＹｉの走査時１こ検出された
交点Ｐｉ、Ｑｉｌこついて、その２点間の距離に相当す
るＸ（Ｑｉ）Ｘ（Ｐｉ）−△Ｘｉを一時記憶するととも
；こ、第２交点Ｑｉの輝度データＺ（Ｑｉ’）を−暗記
Ｉ意する。

（）→ 次のラインＹ ｉ ＋ １の走査時；こ、まず
第１交点Ｐ ｉ ＋ １が検出されたならば、その輝度
データＺ（Ｐｉ＋１）を一時記憶するととも１こ、Ｚ（
Ｑｉ） Ｚ（Ｐｉ＋１）−△Ｚ１を計算する。

０ 上記ラインＹ ｉ ＋ １の走査時で、第１交点Ｐ
ｉ＋１ら第２交点Ｑｉ＋１までの走査解程において、そ
の走査クロックに同期しで、△Ｚｌ／△Ｘ ｉ Ｉこ相
当する変化率で、Ｚ（Ｐｉ＋１）からＺ（Ｐｉ＋１）＋
△Ｚｔまで連続的１こ変化する輝度データを演算して発
生させる。

（ホ）に）と同時（こ、に）で順次発生する輝度データ
４への書込みデータとする。

以上１こより画像メモリ４１こおいて、点Ｐｉ＋１から
点Ｑ ｉ ＋ １を結ぶ直線上１こ、Ｚ（Ｐｉ＋１）か
らＺ（Ｐ ｉ＋１ ）＋Ｚ ｉまで連続的に変化する輝
度データが書込まれる。

この制御をＹＭＩＮ−１−１からＹＭＡＸ−１まで順次
行なうこと１こより、画像メモリ６に書かれた閉ループ
で囲まれる領域のうち、その閉ループの２つの頂点（Ｙ
ＭＩＮおよびＹＭＡＸのライン上（こある）と最初の走
査ラインＹＭＩＸ＋１のラインを除く全領域に対応する
画像メモリ４の領域が、閉ループ上の輝度をゆるやか１
こ結ぶ輝度データでもって埋められる。

これが面画像データであって、これが上述のよう１こＣ
ＲＴモニタ回路５を介して表示されると、ＣＲＴ画面上
１こ、上記閉ループで表わされた輪郭をもち、連続した
輝度変化を伴なう面が描出されるのである。

なお、上記のよう１こ閉ループの２つの頂点とＹＭＩＮ
＋１ラインのデータが欠落しているが、これは実用上ま
ったく問題にならない程度のことである。

また、ＹＭＩＸ＋１についての走査を２度行なうことで
、このライン１こついてのデータの生成することも容易
である。

第３図）こは上記イ）〜（ホ）の制（財）を行なうため
の回路の要部を示している。

同図１こおいて、Ｚｏｕｔ５は画像メモリ６から続出さ
れてくる４ビツトの輝度データをさし、Ｚ＋ｎ４は画像
メモリ４へ書込むべき輝度データをさす。

画像メモリ６は、上述のごとく閉ループデータの書かれ
ている領域が順次走査され、その走査アドレスが画像メ
モリ４１こもらえられる。

その際画像メモリ６からの４ビツトの出力Ｚｏｕｔ６は
、ＯＲゲ゛−トＧ１でその各桁の論理和かとられ、その
出力はフリップフロップＦＦＩこ入力される。

このフリップフロップＦＦはＯＲ′７”−１−Ｇ、の出
力の立上がりで反転されるよう；こなっていで、画像メ
モリ６の各回の走査時１こおいて、上記第１交点が検出
されたときセットされ、上記第２交点が検出されたとき
リセットされる。

このため、フリップフロップのセット出力Ｑは、第１交
点から第２交点まで走査されている期間ｕ １ ＋１と
なる。

カウンタ１０は、フリップフロップＦＦのセット出力Ｑ
が１″となっている間、ＡＮＤゲ゛−トＧ２を介して走
査クロックＣＬが入力され、これを計数する。

フリップフロップＦＦのリセット出力Ｑが’ １ ”
ｌこ立上がると、カウンタ１０の計数値がレジスタ１１
１こラッチされるととも１こ、その後カウンタ１０がク
リヤーされる。

すなわち、カウンタ１０は各走査毎；こ、Ｘ（Ｑｉ）
Ｘ（Ｐｉ）を計数し、その値がレジスタ１１にラッチ
される。

またフリップフロップＦＦのセット出力Ｑが？＋ １１
＋ １こ立上がると、そのとき出力されているＺｏｕｔ
６すなわちＺ（Ｑｉ ）がレジスタ１３１こラッチされ
る。

そこで今、ラインＹｉの走査が終了し、次のラインＹ
ｉ ＋ １の走査が開始される状態を想定する。

このとき、レジスタ１１１こはＸ （Ｐ ｉ ） Ｘ
（Ｑｉ）、レジスタ１３（こはＺ（Ｑｉ）がラッチされ
ている。

そしてラインＹｉ＋１の走査１こおいて、第１交点Ｐ
ｉ ＋ １が検出されると、レジスタ１２及びカウンタ
１４１こＺ（Ｐｉ＋１）がセットされ、減算器１５によ
って △Ｚ １−Ｚ（Ｑｉ ）−Ｚ（Ｐｉ＋１ ）が計算され
、その値が符号付絶対値変換回路１６１こ供給されで、
士の符号と：△Ｚｉ ｌと１こ分離される。

その符号信号は、カウンタ１４のアップカウント、ダウ
ンカウントを制（財）する信号となり、また、１△Ｚｉ
ｌはセレクタ１７を介してレジスタ１８の所定の桁位置
１こ読込まれる。

なお、レジスタ１１のＸ（Ｑｉ） Ｘ（Ｐｉ）なるデ
ータは、プライオリティ・エンコーダ１９で信号変換さ
れて上記セレクタ１７；こ印加され、セレクタ１７はそ
の値１こ応じで１△Ｚｉｌをレジスタ１８１こ読込ませ
る桁位置を決定する。

上記カウンタ１４、変換回路１６等を含む点線で囲んだ
回路部２２は、ＤＤＡの積分器を定数乗算器として用い
る通常の１軸ベクタージエネレークであって、走査クロ
ックＣＬが入力されること１こ、加算器２０１こおいで
、レジスタ１８とレジスタ２１の内容が加算され、再び
レジスタ２１１こスドアされ、この演算過程で加算器２
０から生ずるキャリー信号がカウント１４のアップある
いはダウンカウントのカウント入力となる。

この演算は、ベクタージエネレー久こよる一般的な演算
であって、詳説しない。

要する１こ、ベクタージエネレーク２−２の演算１こよ
り、カウンタ１４の出力が、第１交点Ｐｉ＋１の検出時
点からＸ（Ｑｉ ） −Ｘ（Ｐ ｉ ）分の走査クロッ
クＣＬが発生する間（こ、プリセットされたＺ（Ｐｉ＋
１）よりＺ（Ｐｉ＋１）＋△Ｚｉ まで均一な変化率で
連続的に増加あるいは／成虫するのである。

このカウンタ１４の出力が、フリップフロップＦＦのセ
ット出力Ｑがゲート信号として印加されるＡＮＤゲート
０３〜Ｇ６を介して導出され画像メモリ４１こ書込むべ
き輝度データをＺｉｎ４となる。

なお、上記の演算は図示したベクタージェネレーク２２
だけでなく、各種の方式のベクタージエネレークで同様
１こ行なえる。

ところで、第３図の回路すなわち上記（イ）〜（羽の制
■で１１、Ｐ ｉ ＋ １からＱｉ＋１までを結ぶ輝度
データを発生させるの１こ、 Ｘ（Ｐｉ） 、Ｘ（Ｑｉ）、Ｚ（Ｐｉ）、Ｚ（Ｑｉ）。

Ｚ（Ｐｉ＋１） に基づいて演算を行なっているので、この演算によって
得られる輝度データの最終値 Ｚ（Ｐｉ＋１）＋△Ｚｉ＝Ｚ（Ｐｉ＋１ ）＋４Ｚ（Ｑ
ｉ ）−Ｚ（Ｐｉ＋１））が画ｆ象メモリ６上の輝度デ
ータＺ（Ｑｉ＋１）とは一致しない場合も生ずる。

しかしその場合でも、両者の差は僅少であって、実用上
問題１こならない程度である。

なぜなら、上記閉ループデータ（Ｘ。Ｙ、、Ｚ］ＩＤＤ
Ａ回路２て演算され与えられるものであって、各軸Ｘ、
Ｙ、Ｚのデータはそれぞれ連続した変化を示し、Ｚ（Ｑ
ｉ）とＺ （Ｑ ｉ ＋ １ ）との差は１ビツト以下
であるためである。

これと同様な理由）こより、Ｐｉ＋１からＱｉ＋１まで
を結ぶ輝度データを発生させるの］こ−上記△Ｚ１を△
Ｚｉ＝Ｚ（Ｑｉ）Ｚ（１）ｉ）として演算を行なっても
ほとんど問題はない。

また逆に、ラインＹｉ＋１を２回走査すれば、Ｐ １−
ｔ−１からＱ ｉ ＋ １までを結ぶ輝度データを発生
させるのに、Ｘ（Ｐ ｉ＋１ ） 、Ｘ（Ｑｉ−ｔ４
） 、 Ｚ（Ｐ ｉ＋１ ） 。

Ｚ（Ｑｉ＋１） に基づいて演算が行なえ、そのようにすれはより正確で
ある。

以上説明した面輝度発生方式１こついで総括する。

ＤＤＡ回路２から与えられる閉ループデータ（Ｘ。

Ｙ、Ｚ）を画像メモリ１こ書込んだ後、その閉ループデ
ータを読出し走査する際；こ、上記第１交点Ｐｉ検出時
点から第２交点Ｑｉ検出までの期間１こ、その走査に同
期しで、Ｚ（Ｐ ｉ ）からＺ（Ｑｉ）まで連続して変
化する輝度データを発生させることが、この面輝度発生
方式の要旨である。

そこでこの明細書では、読出し走査される閉ループの輝
度データＺｏｕｔｔこ基づき、上記の連続して変化する
輝度データＺｉｎを発生させることを面輝度演算と呼び
、これを行なう例えは第３図のごとき回路を面輝度演算
回路と呼ぶ。

そして、第１図のメモリ制御回路３悶まこの面輝度演算
回路が備わっているものとする。

さて次１こ、本発明の要旨である隠線消去方式１こつい
て説明する。

第４図（こ示すよう１こ、直方体を斜視図的（こ表示す
る場合を例として説明する（なお、図のような線画で表
現することを意味しているのではない）。

この直方体（こついては、図示する８つの頂点ａ〜ｈの
全標値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が原始データとして与えられる。

本発明１こおいては、上記直方体を次の６つの平面の集
合としで把握する。

○境界線ａｂ、ｂｄ、ｄｃ、ｃａ（これを閉ループ１１
という）で囲まれる面Ｓ１ ０境界線ａｂ、ｂｆ、ｆｅ、ｅａ（閉ループ１２）で囲
まれる面Ｓ２ ０境界線ａｃ、ｃｇ、ｇｅ、ｅａ（閉ル−プ１３）で囲
まれる而Ｓ３ ０境界線ｂａ、ｄｈ、ｈｆ、ｆｂ（閉ループ１４）で囲
まれる面Ｓ４ ０境界線ｃｄ、ｄｈ、ｈｇ、ｇｃ（閉ループ１５）で囲
まれる面Ｓ５ ０境界線ｅｆ 、ｆｇ、ｈｇ、ｇｅ（閉ループ１６）で
囲まれる而Ｓ６ そして、ディスプレイプロセッサー１およびそれ以前の
段階では、各平面８１〜Ｓ６はその輪郭である上記閉ル
ープ１１４６を表わす閉ループデータ（ｘ、ｙ、ｚ）と
して取扱われ、その閉ループデータから実質的な而のデ
ータを生成するの（１、上述した面輝度演算回路１こよ
る訳である。

次１こ、第４図の直方体を隠線消去を伴う面表現で表示
するための処理手順を順番に説明する。

（１）まず、上記閉ループ１１〜１６のうちの任意の１
つ、例えば閉ループ１４；こついでの閉ループデータを
ＤＤＡ回路２から発生させ、それを画像メモリ６に書込
む。

（２）次に、画像メモリ６と画像メモリ４を同期して走
査し、画像メモリ６から読出される閉ループデータ１４
１こ基づいて上述の面輝度演算を行ない、その演算され
た輝度データを画像メモリ４１こ書込むこと［こより、
画像メモリ４上１こ而Ｓ４を表わす面データＳ４を生成
する。

なお、第５図のＩは画像メモリ４上の面データＳ４を表
わしている。

ただし、図には面データの輝度変化までを表現してはい
ない。

しではいない。

（３）次１こ、画像メモリ６をクリヤするとともに、上
記各閉ループのうち他の任意の１つ、例えば閉ループ１
１についでの閉ループデータをＤＤＡ回路２から発生さ
せ、それを画像メモリ６（こ書込む。

（４）次１こ、画像メモリ６と画像メモリ４とを同期し
で走査し、画像メモリ６から読出される閉ループデータ
１１１こ基づく上記崩輝度演算で順次得られる而Ｓ１１
こついての輝度データを画像メモリ４（こ書込むのであ
るが、演算された輝度データを無条件で書込むのではな
く、画像メモリ４にすで１こ書かれているデータ（すな
わち面輝度データＳ４を含んでいる）を読出し、それと
演算された出力される面輝度データＳ１とを比較しで、
面輝度データＳ１が大きい場合）こそれを画像メモリ１
こ書込み、面画像データＳ４が大きい場合１こは画像メ
モリ４（こ書かれているデータをそのまま残す。

このための制御回路ブロック的に示すと第６図のよう１
こなる。

つまり、画ｆ象メモリ６および４を同期走査し、画像メ
モリ６から読出される閉ループｌ、）こついての輝度デ
ータＺｏｕｉ６が面輝度演算回路３０１こ入力され、こ
の回路３０からは面Ｓ、ｌこついての輝度データが走査
；こ同期して順次出力され、これが一応画像メモリ４へ
の新たな書込みデータＺｉｎ４となる。

一方１面像メモリ４は、１アドレス分の制御周期の前半
１こおいて、まずそれを書かれでいるデータが読出され
、そのデータＺｏｕｔ４と上記新データＺｉｎ４とが比
較回路３１にで比較され、Ｚｉｎ４＞Ｚｏｕｔ４の場合
１こ、比較回路３１から書込み指令信号ＷＲが発せられ
、これ１こより上記制御周期の後半）こおいて、新デー
タＺｉｎ４がそのときのアドレスに書込まれる。

また、Ｚｌｎ４≦Ｚｏｕｔ４の場合は、画像メモリ４１
こ対する上記の書込み操作が行なわれないので、データ
Ｚｏｕｔ４がそのアドレスに存読する。

（なお、上記（２）のｆｆ１１ｔｌｌｌは、画ｆ象メモ
リ４）こな１こも書かれていない状態でのこの（４）の
制（財）１こ相当する。

）上記４の制御によって、画像メモリ４土において、面
Ｓ４土の点で、かつ面Ｓ１に含まれない点では、面Ｓ４
の輝度データが書かれ、また、面ｓ１土の点でかつ面Ｓ
４に含まれない点では、面Ｓ１の輝度データが書かれ、
さらに面Ｓ４と面ｓ１とが重なり合っている点では、大
きい方の輝度データ、すなわちＺ方向の手前にある面Ｓ
１の輝度データが書かれる。

したがってこの場合、第５図Ｈに示すように、面Ｓ１に
ついては全体の面データが書かれ、面Ｓ４については面
Ｓ１と重なり合う部分のデータが消去されることになる
。

これは、面Ｓ１と面Ｓ２との関係において隠線消去が行
なわれたものである。

そして、さらにもう１つの閉ループ、例えば閉ループ１
３についてよ記３，４の制御を行なえば、画像メモリ４
土には第５図■に示すように、３つの面Ｓ１．Ｓ４およ
びＳ５の関係において隠線消去された面画像データが生
成される。

同様にして、６つの閉ループ１１−１６についての制御
が終了すれば、画像メモリ４土には第５図■に示すよう
に、完全に隠線消去された直方体の面表現により画像デ
ータが完成するのである。

これがＣＲＴモニタ回路５でＣＩ’（Ｔ土に出力される
と、隠線が消去され、かつＺ軸座標値に対応した輝度変
化を伴なう面によって構成される直方体が表示される。

なお、以上の説明は、３つの面Ｓ１．Ｓ２．Ｓ３が完全
に表われ、他の３つの面Ｓ４゜Ｓ、、 、 Ｓ６が完全
に消去されるという極の単純な直方体を例としたが、本
発明の隠線消去表示方式で、さらに、複雑な立体物をも
同様に取扱えるのは、以上説明した本発明の原理から明
らかである。

次１こ陰影をつけた立体物表現を行なうための発明につ
いで説明する。

上記の隠線消去表示方式では、立体物表面上の消去され
ない各点の輝度は、その点のＺ軸座標値で決定されでい
る。

これに対し、今説明しようとする第２の隠線消去表示方
式、は、表示対象となる立体物）こある方向から光が照
射され、その立体物上のある面が％１こ明るく、ある面
が特１こ暗くなるという陰影を生じている状態を表現し
ようとするものである。

例えば第５図■（こおいで、図の直方体１こ左上方４５
度方向から光が照射された状態を想定し、而Ｓ３を、そ
の面上各点のＺ軸座標値で規定される輝度より明るく、
面Ｓ２を、その面上各点のＺ軸座標値で規定される輝度
より暗く表現しようとするもので、そのような画像デー
タを生成する方式を次１こ述べる。

第７図には上記第２の隠線消去表示方式のための回路ブ
ロック的１こ示している。

同図における画像メモリ６と７の関係は、第６図におけ
る画像メモリ６と４の関係とまったく同じで、この画像
メモリ６と７と１こより、第４図の直方体１こつき前述
の制（財）手順（１）〜（４）が実行されると、画像メ
モリ７上１こ、第５図■１こ示すよう（こ隠線消去され
、かつＺ＠座標値を忠実１こ反映した輝度データからな
る画像データが生成される訳であるが、この発明では、
画像メモリ７上１こ上記画像データを生成するのに並行
しで、画像メモリ４上に上記の陰影を伴なう画像データ
を生成するものである。

すなわち回路的１こは、上記面輝度演算回路３０から出
力される輝度デ゛−夕は、画ｆ象メモリ７への人力デー
タＺｉｎ７となるとともＩこ、加算器３２１こで任意の
オフセット値Ｚｏが加減算されて、画像メモリ４への入
カテ゛−タＺｉｎ４ともなる。

また、画像メモリ７から読出されるデータＺｏｕｔ７と
上記入力データＺｉｎ７との比較１こより、比較回路３
１から出力される書込み指令信号ＷＲは、画像メモノア
は勿論、画像メモリ４にも供給される。

また、３つの画像メモＩＪ ４、６、７は同期して走査
される。

したがって、上記オフセット値Ｚｏを零にして、上１ｄ
ｌ）〜（４）で述べた制卸が行なわれると、今までの説
明から明らかなよう１こ、画像メモリ７と画像メモリ４
１こはまったく同じ画像データが生成される。

しかし、画像メモリ６１こ上記閉ループデータ１２が書
かれでいて、それを読出しながら面データＳ２を生成す
る走査時において、上記オフセット値Ｚｏを適当な負の
値−ａｌこ設定しておけば、画像メモリ４１こ書かれる
面Ｓ２の輝吸データは、Ｚ軸座標値で規定される輝度デ
ータ（画像メモリ７１こ書かれる）より、オフセット値
ａだけ小さな値となる。

このようＩこ画像メモリ４１こはＺ軸座標値を忠実（こ
反映しでいない輝度データが書かれるが、このデータは
その後の隠線消去のための比較データ１こ供せられるこ
とはなく、隠線１信去のための比較演算はあくまで画像
メモリ７１こ書かれたデータで行なわれるので、何ら問
題は生じない。

同様１こ閉ループデータ１３（こ基づき面データＳ３を
生成する走査時（こ、上記オフセット値Ｚｏを適宜な正
の値ｂ１こ設定しでおけば、画像メモリ４１こ書かれる
面Ｓ２の輝度データは、Ｚ軸座標値で助走される値より
オフセット値すだけ大きな値となる。

以上のようＩこして、上述した陰影を加えた画像データ
が生成されるものである。

以上、本発明１こ係る隠線消去表示方式１こついて詳細
に説明したが、この方式１こあっては、ディジタルＩＣ
で構成され、表示画面と２次元的に対応した画像メモリ
を用いること１こより、閉ループデータ１こ基づく面輝
度の演算、および演算された面輝度データ１こ基づく隠
線消去されたデータの生成、あるいは陰影を加えた面デ
ータの生成等が、非常に簡単な論理で高速に行なうこと
ができるのである。

しかも、このような立体物表示を行なうため１こ必要と
なる入力データは、立体物を構成する各面の輪郭線を特
定する閉ループデータが主なるものであり、これは隠線
消去を含まない単純な線画的表示を行なう場合のデータ
量とほとんど変らない。

また、上記のよう１こ陰影を加えた表示を行なう場合も
、ある閉ループデータ（こ付随して上記オフセット値を
与えるだけでよい。

このよう（こ入力Ｙ−夕の構成も簡単となる。

すなわち、従来大型の計算機を用い、膨大な演算の結果
求めていた隠線消去のデータを、本発明１こよれば、画
像メモリを中心とするハードウェアを多少必要とするが
、簡単な構成で極めて高速１こ生成することができる。

これは、ディスプレイの汎用性、実用性を高める上での
極めて大きな効果である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するグラフィックディスプレイ装
置の概略構成を示すブラック図、第２図は面輝度演算方
式の説明図、第３図は面輝度演算回路の一例の要部を示
すブロック図、第４図は隠線消去表示方式の表示対象と
なる直方体の説明図。 第５図は隠線消去されたデータの生成過程の説明図、第
６図は第１の発明の隠線消去表示方式を実現する回路の
要部を示すブロック図、第７図は第２の発明の隠線消去
表示方式を実現する回路の要部を示すブロック図である
。 １・・・・・・ディスプレイプロセッサー ２・・・・
・・ＤＤＡ回路、３・・・・・・メモリ制卸回路、４・
・・・・・モニタ表示用画像メモリ、５・・・・・・Ｃ
ＲＴモニタ回路、６，７・・・・・・白土成用画像メモ
リ、３０・・・・・・面輝度演算回路、３１・・・・・
・比較回路、３２・・・・・・加算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ディジクルＩＣメモリで構成された画像メモリを用
   いるディスプレイ装置において、複数の平面で構成され
   る３次元物体を隠線消去する方式であって、上記各平面
   のそれぞれを、その平面の輪郭線を表わすととも］こ該
   離郭線上の各点の輝度データを含む閉ループデータとし
   て与え、 （ａ）第１の画像メモリに閉ループデータのみを書込み
   、 （ｂ） 第１の画像メモリ１こ書かれた閉ループデー
   タを順次一定方向１こ走査して続出し、その読出される
   輝度データを面輝度演算回路１こ入力し、この面輝度演
   算回路１こより走査に同期しで、上記閉ループ内の輝度
   データを順次演算しで出力させ、 （ｃ） 上記（ｂ）と並行し、第２の画像メモリを第
   １の画像メモリと同期しで走査し、上記面輝度演算回路
   から出力される輝度データと第２の画像メモリに予め書
   かれている輝度データを比較し、上記面輝度演算回路か
   ら出力される輝度データが大きい場合１こ、そのデータ
   を第２の画像メモリ１こ書込む、 上記（ａ） 、（ｂ） ＋ （Ｃ）の制卸を上記各閉ル
   ープデータ；こついて行なうことにより、第２の画像メ
   モリ上１こ隠線消去され、かつ、而で表わされた上記３
   次元物体の画像データを生成するグラフィックディスプ
   レイ装置１こおける隠線消去表示方式。 ２ ディジタルＩＣメモリで構成された画像メモリを用
   いるディスプレイ装置１こおいて、複数の平面で構成さ
   れる３次元物体を隠線消去する方式であって、上記各平
   面のそれぞれを、その平面の輪郭線を表わすととも１こ
   、該輪郭線上の各点の輝度データを含む閉ループデータ
   としで与え、（ａ） 第１の画像メモリ１こ、閉ルー
   プデータのみを書込み、 （ｂ） 第１の画像メモリ（こ書かれた閉ループデー
   タを順次一定方向Ｉこ走査して読出し、その読出される
   輝度データを面輝度演算回路に入力し、この面輝度演算
   回路１こより走査に同期して、上記閉ループ内の輝度デ
   ータを順次演算しで出力させ、 （Ｃ） 上記（ｂ）と並行し、第２の画像メモリを第
   １の画像メモリと同期して走査し、上記面輝度演算回路
   から出力される輝度データと第２の画像メモリに予め書
   かれでいる輝度データを比較し、上記面輝度演算回路か
   ら出力される輝度データが大きい場合１こ、そのデータ
   を第２の画像メモリ１こ書込む、 （ｄ） 上、１ｉｌｆｆｂ） ｌ （Ｃ）と並行し、
   第３の画像メモリを第２の画体メそりと同期して走査し
   、上記面輝度演算回路から出力される輝度データのうち
   第２の画像メモリに書込む輝度データを任意の値を加減
   算し、第３の画像メモリに書込む、 上記（ａ） ｔ （ｂ） 、（ｃ） 、（ｄ）の制卸を
   上記各閉ループデータについて行なうこと１こより、第
   ３の画像メモリ上に隠線消去され、かつ任意に陰影を加
   えた面で表わされた、上記３次元物体の画像データを生
   成するディスプレイ装置における隠線ｒ肖去表示方式。