JP2002056395A - 図形描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンチエイリアスされた任意の多角形を高速
かつ高品質に描画できる図形描画装置を提供する。 【解決手段】 輪郭線無し多角形描画部７が、輪郭線部
分を除いた多角形の内部を描画し、アンチエイリアス輪
郭線描画部８が、多角形の輪郭線部分に位置するドット
に対してアンチエイリアス処理した直線で描画して、輪
郭線無し多角形描画部７とアンチエイリアス輪郭線描画
部８がそれぞれ描画した結果を重ね合わせた図形がアン
チエイリアスされた多角形となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ・グ
ラフィックスの分野における、図形の輪郭部分にあらわ
れる階段状のギザギザ（ジャギー）現象による不自然さ
（エイリアス）を除去するためのアンチエイリアス処理
を行ない、図形を高品質に描画する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アンチエイリアス描画方式とし
て、物体が画素に占める面積率から物体の色と背景の色
との平均をとって画素の色を決定する方式が、太田昌孝
著の応用グラフィックス（ｐ．１３６〜ｐ．１３９）に
示されている。

【０００３】また、別のアンチエイリアス描画方式とし
て、まずエイリアスのついたポリゴンを描画し、その後
アンチエイリアス処理を施した直線をポリゴンの輪郭部
分に対応させて描画して、アンチエイリアスされたポリ
ゴンを描画する方式が、特開平７−２８２２７４号公報
に開示されている。

【０００４】図１５は、かかる従来のアンチエイリアス
描画方式を実現するためのグラフィックス表示装置のブ
ロック図である。図１５において、１はエイリアス付き
２次元ポリゴンの生成を行なうポリゴン生成回路、２は
色データを格納するためのフレームメモリ、３はアンチ
エイリアスされたポリゴンのエッジピクセルの生成を行
なうアンチエイリアス直線生成回路、４はアンチエイリ
アス直線生成回路３からのデータとフレームメモリ２か
らのデータを半透明処理するアルファブレンダ、５はフ
レームメモリ２へのピクセルの書き込み制御を行なう描
画制御回路である。なお、本明細書における色データと
は、色を表すのに必要なＲＧＢ値を持ったものである。

【０００５】以下に、上記構成における動作を説明す
る。

【０００６】まず、ポリゴン生成回路１は、ポリゴンを
構成する左エッジと右エッジをディジタル微分解析（以
下、ＤＤＡと称する）により求め、左エッジと右エッジ
で挟まれたピクセルの座標、そのＲＧＢ値をスキャンラ
イン方向に順次生成する。ここで生成されたピクセルの
ＲＧＢ値は、描画制御回路５からの書き込み制御によ
り、フレームメモリ２に書き込まれる。

【０００７】一方、アンチエイリアス直線生成回路３
は、ポリゴン生成回路１で生成されたものと同一のポリ
ゴンのアンチエイリアスされた辺の座標、そのＲＧＢ
値、および透明度を生成する。この際、真の直線をまた
がって隣接する２ピクセルの中心から真の直線までの距
離をそれぞれ求め、それをもとにそれぞれのピクセルの
透明度を決定する。

【０００８】アンチエイリアス直線生成回路３で生成さ
れたピクセルのＲＧＢ値は、アルファブレンダ４によ
り、フレームメモリ２のデータと半透明処理され、フレ
ームメモリ２に書き込まれる。ここで、書き込みの制御
は、描画制御回路５により行なう。

【０００９】最後に、フレームメモリ２に書き込まれた
アンチエイリアスポリゴンの画像がディスプレイ６に表
示される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のアンチエイリア
ス描画方式で、図１６に示すように、各頂点座標がＰ１
（６，０）、Ｐ２（０，２）、Ｐ３（７，７）の三角形
を描画した場合、エイリアスの付いたポリゴンは図１７
のようになり、アンチエイリアス処理を施したポリゴン
の辺は図１８のようになる。図１８の中で、ピクセルの
ハッチングが濃いほど透過度が低い、すなわち背景色に
対するポリゴンの色の割合が高いことを示す。図１９
は、図１７のエイリアスポリゴンと図１８のアンチエイ
リアス辺を重ね合わせたもので、アンチエイリアスされ
たポリゴンを表している。

【００１１】図１９中、（Ｘ，Ｙ）＝（１，３）、
（７，４）、（７，５）、（７，６）の座標の各ピクセ
ルはエイリアスが残ってしまっている。これは、エイリ
アスポリゴンとアンチエイリアス辺とでピクセルの重な
りがあるためである。

【００１２】また、アンチエイリアス直線を生成する
際、真の直線をまたがって隣接する２ピクセルに対して
半透明処理を施すため、８点連結（Ｘ６８０００マシン
語プログラミング、グラフィックス編、村田敏幸著、
ｐ．１０６参照）で描かれた直線に対して約２倍のピク
セル数を処理する必要があり、処理量が多くなる。

【００１３】本発明の目的は、上記従来技術の問題を解
決し、アンチエイリアスされた任意多角形を高速かつ高
品質に描画できる図形描画装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る図形描画装置は、輪郭線部分を除いて
多角形の内部を塗りつぶす輪郭線無し多角形描画部と、
前記多角形の輪郭線に対してアンチエイリアス処理を施
すアンチエイリアス輪郭線描画部と、前記輪郭線無し多
角形描画部と前記アンチエイリアス輪郭線描画部によっ
て設定される前記多角形の色データを格納するフレーム
メモリとを備えたことを特徴とする。

【００１５】この図形描画装置において、前記輪郭線無
し多角形描画部は、ある座標軸方向の任意のスキャンラ
イン上に存在する垂直属性ドットの数が必ず０又は偶数
になるように、前記多角形の輪郭を表す複数のドットの
全てに各々垂直ドット又は水平ドットの属性を割り当て
る輪郭線ドット属性設定部と、前記輪郭線ドット属性設
定部により割り当てられた前記垂直ドット属性又は水平
ドット属性を格納するワークメモリと、前記ワークメモ
リを対象に、前記座標軸方向の複数のスキャンラインに
順次着目して、前記着目スキャンライン上の奇数番目の
垂直属性ドットと次の偶数番目の垂直属性ドットとの間
に位置するドットのうち垂直属性ドットと水平属性ドッ
トを除くドットの全てに前記多角形の色データを設定す
る色データ設定部とを備えたことを特徴とする。

【００１６】また、前記アンチエイリアス輪郭線描画部
は、前記多角形の輪郭線部分を構成する各ドットについ
て、整数部および小数部からなるＸ座標値を生成するＸ
座標生成部と、前記多角形の輪郭線部分を構成する各ド
ットについて、整数部および小数部からなるＹ座標値を
生成するＹ座標生成部と、前記Ｘ座標値またはＹ座標値
の小数部と、着目している輪郭線に対する前記多角形の
内部の位置関係とから、各ドットに占める図形部分の割
合を定め、これを透過度として、前記Ｘ座標値およびＹ
座標値の整数部に対応する前記フレームメモリに予め格
納されている色データと、前記多角形の色データとを半
透明処理する半透明処理部とを備えたことを特徴とす
る。

【００１７】上記の構成によれば、輪郭線部分をアンチ
エイリアス直線で描画する場合、８点連結で直線を描画
するため、従来技術に対して処理するピクセル数を減ら
すことができ、高速化が図れる。

【００１８】また、多角形内部とアンチエイリアス輪郭
線とでピクセルの重なりが生じないため、多角形内部の
塗りつぶしとアンチエイリアス輪郭線の描画を並列に行
なうことができ、アンチエイリアス多角形を品質良く、
高速に描画することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳しく説明する。

【００２０】図１は、本発明の一実施形態による図形描
画装置の構成を示すブロック図である。

【００２１】図１において、２は色データを格納するた
めのフレームメモリ、６はフレームメモリ２に格納され
た色データに基づいて図形を表示するためのディスプレ
イ、７は輪郭線を除いた多角形を描画する輪郭線無し多
角形描画部、８は多角形の輪郭線部分に位置するドット
に対してアンチエイリアス処理した直線で描画するアン
チエイリアス直線描画部である。

【００２２】図２は、輪郭線無し多角形描画部７の内部
構成を示すブロック図である。

【００２３】図２において、９は図形の輪郭線上の各ド
ットに垂直属性ドット又は水平属性ドットを割り当てる
輪郭線ドット属性設定部、１０は前記割り当てられた属
性をドット毎に格納するためのワークメモリ、１１はワ
ークメモリ１０に格納されたドット属性情報を参照し
て、図形の輪郭部分を除いた内部を構成するドットの各
々に色データを設定するための色データ設定部である。

【００２４】図２に示す輪郭線ドット属性設定部９は、
任意のスキャンライン上に存在する垂直属性ドットの数
が必ず０又は偶数になるように、図形の輪郭線上の各ド
ットに垂直属性ドット又は水平属性ドットを割り当て
る。そのための具体的な手法としては、特願平１１−１
４４８５７号公報（ｐ．６〜ｐ．１１）に開示されてい
る。

【００２５】図３は、塗りつぶし対象となる図形の具体
例を示している。図中のＰ１〜Ｐ５は各々頂点である。
輪郭線ドット属性設定部９によって、図３の輪郭線上の
各ドットに垂直属性ドット及び水平属性ドットが割り当
てられ、図４に示すように、ワークメモリ１０の中に、
図形の輪郭線上の各ドットに対する属性情報が書き込ま
れる。

【００２６】図２に示す色データ設定部１１は、塗りつ
ぶし対象の図形に外接する矩形の中を、各Ｙ座標毎、Ｘ
座標軸正方向にスキャンする。更に、色データ設定部１
１は、Ｘ座標軸方向の複数のスキャンラインに順次着目
して、着目スキャンライン上の奇数番目の垂直属性ドッ
トと次の偶数番目の垂直属性ドットとの間に位置するド
ットのうち、垂直属性ドットと水平属性ドットを除く全
てに色データを設定する。図４に例示されたスキャンラ
インＳＬの場合には、座標（２，５）、（３，５）、
（６，５）、（７，５）に位置する４個のドットにそれ
ぞれ色データが設定される。

【００２７】色データ設定部１１により設定されたドッ
ト毎の色データは、フレームメモリ２の中に格納され、
図５に示すように、輪郭線部分が除かれた多角形が描画
される。

【００２８】図６は、図２に示すアンチエイリアス直線
描画部８の内部構成を示すブロック図である。

【００２９】図６において、１２は輪郭線上の各ドット
について、Ｘ座標値を生成するＸ座標生成部、１３は輪
郭線上の各ドットについて、Ｙ座標値を生成するＹ座標
生成部、１４は図形の色データと、輪郭線上の座標に対
応するフレームメモリ２に格納されている色データとを
半透明処理して、新たに生成した色データをフレームメ
モリ２に書き込む半透明処理部である。

【００３０】ここで、ある輪郭線の始点から終点へのＸ
方向の変位をｄＸ、ｄＸの絶対値を｜ｄＸ｜、Ｙ方向の
変位をｄＹ、ｄＹの絶対値を｜ｄＹ｜とする。

【００３１】Ｘ座標生成部１２は、始点Ｘ座標に四捨五
入のための０．５を加算した値に対して、｜ｄＸ｜＜｜
ｄＹ｜であればｄＸ／ｄＹを、｜ｄＸ｜≧｜ｄＹ｜かつ
ｄＸが正であれば１を、｜ｄＸ｜≧｜ｄＹ｜かつｄＸが
負であれば−１を、ドットを更新する度に加算し、Ｘ座
標値として出力する。なお、Ｘ座標値は整数部と小数部
を含めて出力される。

【００３２】Ｙ座標生成部１３は、始点Ｙ座標に四捨五
入のための０．５を加算した値に対して、｜ｄＹ｜＜｜
ｄＸ｜であればｄＹ／ｄＸを、｜ｄＹ｜≧｜ｄＸ｜かつ
ｄＹが正であれば１を、｜ｄＹ｜≧｜ｄＸ｜かつｄＹが
負であれば−１を、ドットを更新する度に加算し、Ｙ座
標値として出力する。なお、Ｙ座標値も整数部と小数部
を含めて出力される。

【００３３】例として、図３に示す図形の、Ｐ３（９，
７）からＰ４（４，５）までの直線について、Ｘ座標生
成部１２とＹ座標生成部１３がそれぞれ出力するＸ座標
値、Ｙ座標値を図７に示す。この直線について、ｄＸ＝
−５、ｄＹ＝２、ｄＹ／ｄＸ＝−０．４である。

【００３４】半透明処理部１４は、輪郭線上の各ドット
毎のＸ座標値、Ｙ座標値それぞれの整数部に対応するフ
レームメモリ２に格納されている色データを読み出し、
それと図形の色データとを、Ｘ座標値の小数部もしくは
Ｙ座標値の小数部を用いて半透明処理して新たに色デー
タを生成し、フレームメモリ２に書き込む。

【００３５】図８に、輪郭線が右回りの場合の半透明処
理内容を示す。また、図９に、輪郭線が左回りの場合の
半透明処理内容を示す。なお、図８および図９中で、Ｂ
Ｒ、ＢＧ、ＢＢはフレームメモリ２に予め格納されてい
る色データのＲ、Ｇ、Ｂ各成分、ＰＲ、ＰＧ、ＰＢは図
形の色データのＲ、Ｇ、Ｂ各成分、ＮＲ、ＮＧ、ＮＢは
半透明処理して新たに生成された色データのＲ、Ｇ、Ｂ
成分、ＸＤはＸ座標値の小数部、ＹＤはＹ座標値の小数
部を示す。

【００３６】図１０は、輪郭線が右回りの場合の輪郭線
に対して図形内部がどこに存在するかを示す図である。
また、図１１は、輪郭線が左回りの場合の輪郭線に対し
て図形内部がどこに存在するかを示す図である。なお、
図１０および図１１中でハッチングを施した部分が図形
内部である。

【００３７】図８および図９に示す半透明処理は、輪郭
線に対する図形内部の位置関係と、Ｘ座標値、Ｙ座標値
の小数部からドットに占める図形の割合を求めることを
基にしている。

【００３８】ここで、具体例として、輪郭線が右回りで
ｄＸ、ｄＹ共に正、｜ｄＸ｜＞｜ｄＹ｜、ｄＹ／ｄＸ＝
０．４である輪郭線の３個のドットを図１２に示す。

【００３９】（ＰＲ，ＰＧ，ＰＢ）＝（１００，１０
０，１００）、（ＢＲ，ＢＧ，ＢＢ）＝（１０，１０，
１０）として、ＤＯＴ１、ＤＯＴ２、ＤＯＴ３の（Ｎ
Ｒ，ＮＧ，ＮＢ）をそれぞれ求める。

【００４０】ＤＯＴ１について、Ｙ座標値の小数部ＹＤ
は０．５である。これを図８の｜ｄＸ｜≧｜ｄＹ｜、ｄ
Ｘが正の場合の処理に当てはめると、 ＮＲ＝１００×０．５＋１０×（１−０．５）＝５５ ＮＧ＝１００×０．５＋１０×（１−０．５）＝５５ ＮＢ＝１００×０．５＋１０×（１−０．５）＝５５ となる。

【００４１】ＤＯＴ２について、Ｙ座標値の小数部ＹＤ
は０．９である。これを図８の｜ｄＸ｜≧｜ｄＹ｜、ｄ
Ｘが正の場合の処理に当てはめると、 ＮＲ＝１００×０．９＋１０×（１−０．９）＝９１ ＮＧ＝１００×０．９＋１０×（１−０．９）＝９１ ＮＢ＝１００×０．９＋１０×（１−０．９）＝９１ となる。

【００４２】ＤＯＴ３について、Ｙ座標値の小数部ＹＤ
は０．３である。これを図８の｜ｄＸ｜≧｜ｄＹ｜、ｄ
Ｘが正の場合の処理に当てはめると、 ＮＲ＝１００×０．３＋１０×（１−０．３）＝３７ ＮＧ＝１００×０．３＋１０×（１−０．３）＝３７ ＮＢ＝１００×０．３＋１０×（１−０．３）＝３７ となる。

【００４３】図１に示すアンチエイリアス直線描画部８
は、図形を構成する複数の輪郭線に対して、それぞれの
輪郭線の始点から終点の１ドット手前まで、前述した半
透明処理を行なう。

【００４４】アンチエイリアス直線描画部８が、図３に
示す図形の輪郭線に対してアンチエイリアス処理を施し
た結果は、図１３のようになる。図１３中で、ピクセル
のハッチングが濃いほど透過度が低い、すなわち背景色
に対する多角形の色の割合が高いことを示す。

【００４５】図３に示す図形にアンチエイリアス処理を
施す場合、輪郭線無し多角形描画部７によって、図５に
示すように輪郭線部分が除かれた多角形の塗りつぶしが
行なわれ、アンチエイリアス直線描画部８によって、図
１３に示すように、アンチエイリアス処理した輪郭線が
描画され、輪郭線無し多角形とアンチエイリアス輪郭線
を重ね合わせることにより、図１４に示すようなアンチ
エイリアスされた多角形を描画できる。図１４中で、ピ
クセルのハッチングが濃いほど透過度が低い、すなわち
背景色に対する多角形の色の割合が高いことを示す。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
輪郭線部分をアンチエイリアス直線で描画する場合、８
点連結で直線を描画するため、従来技術に対して処理す
るピクセル数を減らすことができ、高速化が図れる。

【００４７】また、多角形内部とアンチエイリアス輪郭
線とでピクセルの重なりが生じないため、多角形内部の
塗りつぶしとアンチエイリアス輪郭線の描画を並列に行
なうことができ、アンチエイリアス多角形を品質良く、
高速に描画することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による図形描画装置の構
成を示すブロック図

【図２】 図１に示す輪郭線無し多角形描画部７の内部
構成を示すブロック図

【図３】 塗りつぶし対象となる図形の具体例を示す図

【図４】 図３に示す図形に対して、輪郭線ドット属性
設定部９によって、輪郭線上の各ドットに属性情報が割
り当てられた結果を示す図

【図５】 図３に示す図形に対して、色データ設定部１
１によって、輪郭線部分が除かれた多角形が描画された
結果を示す図

【図６】 図１に示すアンチエイリアス直線描画部８の
内部構成を示すブロック図

【図７】 図３に示す図形の、Ｐ３（９，７）からＰ４
（４，５）までの直線について、Ｘ座標生成部１２とＹ
座標生成部１３がそれぞれ出力するＸ座標値、Ｙ座標値
を示す図

【図８】 輪郭線が右回りの場合の半透明処理内容を示
す図

【図９】 輪郭線が左回りの場合の半透明処理内容を示
す図

【図１０】 輪郭線が右回りの場合の輪郭線に対して図
形内部がどこに存在するかを示す図

【図１１】 輪郭線が左回りの場合の輪郭線に対して図
形内部がどこに存在するかを示す図

【図１２】 輪郭線が右回りでｄＸ、ｄＹ共に正、｜ｄ
Ｘ｜＞｜ｄＹ｜、ｄＹ／ｄＸ＝０．４である輪郭線の３
個のドットを示す図

【図１３】 図１に示すアンチエイリアス直線描画部８
が、図３に示す図形の輪郭線に対してアンチエイリアス
処理を施した結果を示す図

【図１４】 図３に示す図形に対して、本実施形態に係
る図形描画装置によってアンチエイリアス処理が施され
た結果のアンチエイリアス多角形を示す図

【図１５】 従来のアンチエイリアス描画方式を実現す
るためのグラフィックス表示装置のブロック図

【図１６】 従来のアンチエイリアス描画方式につい
て、描画対象となる図形の具体例を示す図

【図１７】 図１６に示す図形に対して、従来技術で描
画されたエイリアスの付いたポリゴンを示す図

【図１８】 図１６に示す図形に対して、従来技術でア
ンチエイリアス処理を施したポリゴンの辺を示す図

【図１９】 図１６に示す図形に対して、従来技術でア
ンチエイリアスされたポリゴンを示す図

【符号の説明】

１ ポリゴン生成回路 ２ フレームメモリ ３ アンチエイリアス直線生成回路 ４ アルファブレンダ ５ 描画制御回路 ６ ディスプレイ ７ 輪郭線無し多角形描画部 ８ アンチエイリアス輪郭線描画部 ９ 輪郭線ドット属性設定部 １０ ワークメモリ １１ 色データ設定部 １２ Ｘ座標生成部 １３ Ｙ座標生成部 １４ 半透明処理部 ＤＯＴ１〜ＤＯＴ３ 輪郭線上のドット Ｐ１〜Ｐ５ 頂点ドット ＳＬ スキャンライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B080 AA13 EA00 FA14 GA25 5C082 AA01 BA12 BA34 BA35 BB15 CA22 CB01 DA44 DA49 DA87 MM10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 輪郭線部分を除いて多角形の内部を塗り
   つぶす輪郭線無し多角形描画部と、 前記多角形の輪郭線に対してアンチエイリアス処理を施
   すアンチエイリアス輪郭線描画部と、 前記輪郭線無し多角形描画部と前記アンチエイリアス輪
   郭線描画部によって設定される前記多角形の色データを
   格納するフレームメモリとを備えたことを特徴とする図
   形描画装置。
2. 【請求項２】 前記輪郭線無し多角形描画部は、 ある座標軸方向の任意のスキャンライン上に存在する垂
   直属性ドットの数が必ず０又は偶数になるように、前記
   多角形の輪郭を表す複数のドットの全てに各々垂直ドッ
   ト又は水平ドットの属性を割り当てる輪郭線ドット属性
   設定部と、 前記輪郭線ドット属性設定部により割り当てられた前記
   垂直ドット属性又は水平ドット属性を格納するワークメ
   モリと、 前記ワークメモリを対象に、前記座標軸方向の複数のス
   キャンラインに順次着目して、前記着目スキャンライン
   上の奇数番目の垂直属性ドットと次の偶数番目の垂直属
   性ドットとの間に位置するドットのうち垂直属性ドット
   と水平属性ドットを除くドットの全てに前記多角形の色
   データを設定する色データ設定部とを備えたことを特徴
   とする請求項１記載の図形描画装置。
3. 【請求項３】 前記アンチエイリアス輪郭線描画部は、 前記多角形の輪郭線部分を構成する各ドットについて、
   整数部および小数部からなるＸ座標値を生成するＸ座標
   生成部と、 前記多角形の輪郭線部分を構成する各ドットについて、
   整数部および小数部からなるＹ座標値を生成するＹ座標
   生成部と、 前記Ｘ座標値またはＹ座標値の小数部と、着目している
   輪郭線に対する前記多角形の内部の位置関係とから、各
   ドットに占める図形部分の割合を定め、これを透過度と
   して、前記Ｘ座標値およびＹ座標値の整数部に対応する
   前記フレームメモリに予め格納されている色データと、
   前記多角形の色データとを半透明処理する半透明処理部
   とを備えたことを特徴とする請求項１記載の図形描画装
   置。