JP4643485B2 - 描画装置、方法およびプログラム - Google Patents
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Description
C. Loop and J. Blinn, "Resolution Independent Curve Rendering using Programmable Graphics Hardware," In Proc. of ACM SIGGRAPH2005, pp.1000-1009.
まず、本発明の実施形態に係る描画装置、形状データ生成装置、方法およびプログラムについて概略を説明する。本実施形態では、ベクトルグラフィックスの描画手法として、非特許文献1で提案された方法(以下、ポリゴンモデル描画手法と称す)と、ベクトルグラフィックスを予めビットマップに描画したテクスチャを表示する手法(以下、テクスチャ描画手法)とを切換える描画装置、形状データ生成装置、方法およびプログラムを提案する。
本実施形態の描画装置について図1を参照して説明する。図1は、本実施形態の描画装置の構成を説明する図である。この装置は、ベクトルグラフィックスの形状データと描画パラメータを入力し、ベクトルグラフィックスの描画結果である画像データを出力するものである。
まず、入力部101に入力されるベクトルグラフィックス形状データの輪郭線と、x軸に平行な直線との交差回数の最大値を求め、この最大値を形状データの形状特徴量Cxに代入する(ステップS301)。ついで、入力部101に入力される形状データの輪郭線と、y軸に平行な直線との交差回数の最大値を求め、この最大値を形状データの形状特徴量Cyに代入する(ステップS302)。図2の例では、Cx=2,Cy=4となる。
まず、x軸またはy軸に並行な直線をLとする(ステップS401)。ついで、交差回数C(CはCxまたはCy)を0で初期化する(ステップS402)。ついで、ベクトルグラフィックス形状データをVとする(ステップS403)。Vのすべての輪郭プリミティブ(直線または曲線)について繰り返し処理を行う(ステップS404)。まだ交差判定をしていない輪郭プリミティブ1つを読み込みこの輪郭プリミティブをCPとする(ステップS405)。CPが直線であるかどうかを判定する(ステップS406)。直線であると判定した場合には、直線であるCPと直線Lとの交差判定を行い、交差していればCをひとつ増やす(ステップS408)。CPが直線でないと判定した場合には、CPをBezier曲線とみなし、Bezier曲線CPと直線Lとの交差回数を調べ、Cに交差回数を加える(ステップS407)。すべての輪郭プリミティブについて交差判定を行った後、交差回数Cを出力する(ステップS409)。
図4のステップS407の代わりに、図5のステップS501を行ってもよい。図5のステップS501は、Bezier曲線の制御点を結んでできる多角形と直線との交差判定を行い、多角形と直線が交差している場合に、交差回数にBezier曲線の次数を加える。曲線と直線の交差回数を求めるよりも、多角形の辺と直線の交差判定のほうが、計算量が少ないという利点がある。図2の例では、Cx=2,Cy=4となる。
描画パラメータは、例えば、画面位置と、この画面位置を基準とした、回転およびスケーリング(アフィン変換)を示す行列とを含む。図6のPx、Pyが画面位置を示し、図6の2×2行列がアフィン変換を示す。
ベクトルグラフィックスの形状が0≦x≦xm、0≦y≦ymの領域に定義されているとし、図6の描画パラメータのアフィン変換行列Mによってベクトルグラフィックスを変形するとする。
曲線パラメータ付ポリゴンモデル描画部107は、例えば、図9で、P4、P5、P6のテクスチャ座標をピクセルシェーダに入力して、2次Bezier曲線を得る。
図1では、形状特徴量算出部102と、描画手法選択部103で、ベクトルグラフィックス形状と描画サイズに応じて自動的に2つの描画手法を切換える装置について述べたが、2つの描画手法のうち、どちらを利用するかを装置の外部から明示的に指定する装置(図示せず)をさらに備えてもよい。
ベクトルグラフィックスは閉曲線の輪郭線で定義される形状であるため、図4で示した直線と輪郭線の交差回数だけではなく、輪郭線を構成する輪郭プリミティブの個数や、輪郭線の長さ、頂点の数、線分の数なども形状特徴量として利用できる。用いる形状特徴量に応じて、形状特徴量算出部102と描画手法選択部103との処理内容は変化する。
本実施形態では、予め描画対象の形状の複雑さを形状の特徴量として求め、画素数の少ないフレームメモリに描画する場合には、非特許文献1の手法(106、107による手法)を用いる代わりに、予め十分な大きさのフレームメモリにベクトルグラフィックス形状を描画して生成したビットマップテクスチャを表示する(104、105による表示)ことで、1ピクセルの中に複数のポリゴンの輪郭が描画され、文字が読みにくくなるという問題を防ぐことが可能である。
本実施形態では、ベクトルグラフィックスの形状データを入力とし、ベクトルグラフィックスの形状の描画の前処理として、構造化ベクトルグラフィックス形状データを出力する形状データ生成装置と、出力された構造化ベクトルグラフィックス形状データと描画パラメータを入力とし、ベクトルグラフィックスの描画結果である画像データを出力する画像データ出力装置とが別装置である場合である。すなわち、本実施形態の描画装置は、形状データ生成装置と画像データ出力装置とからなる。
本実施形態の形状データ生成装置は、入力部101、形状特徴量算出部102、ビットマップテクスチャ生成部104、曲線パラメータ付ポリゴンモデル生成部106、出力部1001を備えている。以下、既に説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付してその説明を省略する。
本実施形態の画像データ出力装置は、入力部1301、描画手法選択部103、ビットマップテクスチャ描画部105、曲線パラメータ付ポリゴンモデル描画部107、提示部108を備えている。
本実施形態の描画装置について図14を参照して説明する。本実施形態は、テキスト文字列を入力とし、テキスト文字列に対応するアウトラインフォントの描画結果の画像データを出力する装置の例を示す。
アウトラインフォントもベクトルグラフィックス形状であるため、本実施形態により第1の実施形態と同じ描画手法選択部を文字の描画に用いることができる。
本実施形態では、テキスト文字列を入力とし、テキスト文字列に対応するアウトラインフォントの形状の描画の前処理として、図11で定義される構造化ベクトルグラフィックス形状データを出力する形状データ生成装置の例を示す。
本実施形態では、テキスト文字列または文字コードを入力とし、構造化フォント形状データを出力する形状データ生成装置の例を示す。
本実施形態の形状データ生成装置は、図17に示すように、入力部1401、アウトラインフォントデータベース1402、ベクトルグラフィックス形状生成部1403、形状特徴量算出部102、ビットマップテクスチャ生成部104、曲線パラメータ付ポリゴンモデル生成部106、出力部1701を備えている。本実施形態は、第4の実施形態の形状データ生成装置の出力部1001を、出力部1701に置き換えたものである。
出力部1701は、構造化フォント形状データを出力する。構造化フォント形状データは、図18に示すように、構造化ベクトルグラフィックス形状データ(図11)にフォント文字列の情報(テキスト文字列または文字コード)を付加したデータである、構造化フォント形状データ(図18)を出力する。
本実施形態では、アウトラインフォントを、ベクトルグラフィックスのひとつの形状としてではなく、文字列に対応付けた構造化フォント形状データとして定義することで、文章中のセンテンス、あるいは段落全体、表の1つのセルを、ひとつのデータとして格納することが可能である。例えば、電子番組表のひとつの番組情報文字列をひとつのデータとして定義することができる。
本実施形態では、テキスト文字列または文字コードを入力とし、文字形状を表示する描画装置の例を示す。本実施形態は、第5の実施形態で出力されたデータを実際に描画する装置の例である。本実施形態の描画装置について図19を参照して説明する。
本実施形態の描画装置は、入力部1401、構造化フォント形状データベース1901、形状特徴量読み出し部1902、ビットマップテクスチャ読み出し部1903、曲線パラメータ付ポリゴンモデル読み出し部1904、ビットマップテクスチャ描画部105、曲線パラメータ付ポリゴンモデル描画部107、提示部108を備えている。
本実施形態は、例えば、電子番組表の各番組情報文字列について、第5の実施形態の形状データ生成装置により構造化フォント形状データを作成しデータベースに格納した後、本実施形態で画面に表示する必要がある番組情報をデータベースから読み出し、表示することができる。
本実施形態は、第3の実施形態の形状特徴量算出部102による形状特徴量の算出と、形状特徴量にもとづく描画手法選択部103を、文字そのものの特徴量を利用する文字特徴量算出部2001に置き換えたものである。アウトラインフォントは文字と対応付けられているため、図4で示した直線と輪郭線の交差回数ではなく、文字の画数も形状特徴量として利用できる。
本実施形態の描画装置は、入力部1401、アウトラインフォントデータベース1402、ベクトルグラフィックス形状生成部1403、文字特徴量算出部2001、文字情報データベース2002、描画手法選択部2003、ビットマップテクスチャ生成部104、ビットマップテクスチャ描画部105、曲線パラメータ付ポリゴンモデル生成部106、曲線パラメータ付ポリゴンモデル描画部107、提示部108を備えている。
実際に文字形状について形状特徴量を計算するのではなく、文字に予め関連付けられている画数を利用することで、形状特徴量の計算処理を省くことができる。
また、ポリゴンモデル描画手法は、テクスチャ描画手法よりも、表示画像の品質は高いが描画に必要となるポリゴン数が多く、処理コストが高い。したがって、高い表示品質が必要となる一部の形状のみポリゴンモデル描画手法を用いることで、多数のベクトルグラフィックス形状を表示する際の処理コストを低く抑え、インタラクティブ性を高めることが可能となる。
この結果、画像の描画に必要なポリゴン数を削減しつつ明瞭な画像を描画することができる。
また、記憶媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているOS(オペレーションシステム)や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のMW(ミドルウェア)等が本実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。
さらに、本願発明における記憶媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、LANやインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
また、記憶媒体は1つに限られず、複数の媒体から本実施形態における処理が実行される場合も、本発明における記憶媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。
また、本願発明の実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。
Claims (8)
- ベクトルグラフィックスの形状データを入力する形状データ入力手段と、
前記ベクトルグラフィックスの形状の複雑度または前記ベクトルグラフィックスの形状が表す文字の複雑度を示す、前記形状データの形状特徴量を、前記形状データの輪郭線を基に算出する特徴量算出手段と、
前記形状の画面位置と、該画面位置を基準としたアフィン変換を示す行列と、を描画パラメータとして取得する取得手段と、
前記描画パラメータに基づいて前記形状の描画領域の画素数を算出する画素数算出手段と、
前記算出された画素数と前記形状特徴量とを比較して前記形状データについての変換手段および描画手段を選択する選択手段と、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さい場合に、前記形状データをビットマップテクスチャデータに変換するビットマップテクスチャ変換手段と、
前記ビットマップテクスチャデータを描画するビットマップテクスチャ描画手段と、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さくない場合に、前記形状データを曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータに変換するポリゴンモデル変換手段と、
前記曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを描画するポリゴンモデル描画手段と、
前記描画されたビットマップテクスチャデータまたは前記描画された曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを提示する提示手段と、を具備することを特徴とする描画装置。 - ベクトルグラフィックスの形状データの形状特徴量と、該形状データが変換されたビットマップテクスチャデータと、曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータとを一つの集合として構造化した構造化形状データを生成する生成手段から構造化形状データを入力する構造化形状データ入力手段と、
前記形状の画面位置と、該画面位置を基準としたアフィン変換を示す行列と、を描画パラメータとして取得する取得手段と、
前記描画パラメータに基づいて前記形状の描画領域の画素数を算出する画素数算出手段と、
前記算出された画素数と前記形状特徴量とを比較して前記形状データについての変換手段および描画手段を選択する選択手段と、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さい場合に、前記ビットマップテクスチャデータを描画するビットマップテクスチャ描画手段と、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さくない場合に、前記曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを描画するポリゴンモデル描画手段と、
前記描画されたビットマップテクスチャデータまたは前記描画された曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを提示する提示手段と、を具備することを特徴とする描画装置。 - テキスト文字列を入力する文字列入力手段と、
文字コードとアウトラインフォントの形状データとを対応付けて格納している格納手段と、
前記格納手段を参照して、前記テキスト文字列に対応するアウトラインフォントの形状データであるベクトルグラフィックスの形状データを生成する形状データ生成手段と、
前記ベクトルグラフィックスの形状の複雑度または前記ベクトルグラフィックスの形状が表す文字の複雑度を示す、前記形状データの形状特徴量を、前記形状データの輪郭線を基に算出する特徴量算出手段と、
前記形状の画面位置と、該画面位置を基準としたアフィン変換を示す行列と、を描画パラメータとして取得する取得手段と、
前記描画パラメータに基づいて前記形状の描画領域の画素数を算出する画素数算出手段と、
前記算出された画素数と前記形状特徴量とを比較して前記形状データについての変換手段および描画手段を選択する選択手段と、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さい場合に、前記形状データをビットマップテクスチャデータに変換するビットマップテクスチャ変換手段と、
前記ビットマップテクスチャデータを描画するビットマップテクスチャ描画手段と、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さくない場合に、前記形状データを曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータに変換するポリゴンモデル変換手段と、
前記曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを描画するポリゴンモデル描画手段と、
前記描画されたビットマップテクスチャデータまたは前記描画された曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを提示する提示手段と、を具備することを特徴とする描画装置。 - 入力された文字コードと、アウトラインフォントの形状データの形状特徴量と、該形状データが変換されたビットマップテクスチャデータと、該形状データが変換された曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータとを一つの集合として構造化した構造化フォント形状データを生成する生成手段で生成される構造化フォント形状データを文字コードごとに格納し、文字コードと、アウトラインフォントの形状特徴量と、ビットマップテクスチャデータと、曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータとを対応付けて格納している構造化フォント格納手段と、
文字コードを入力する入力手段と、
前記構造化フォント格納手段を参照し、前記入力された文字コードに対応する形状の形状特徴量を、前記形状データの輪郭線を基に取得する特徴量取得手段と、
前記形状の画面位置と、該画面位置を基準としたアフィン変換を示す行列と、を描画パラメータとして取得する描画パラメータ取得手段と、
前記描画パラメータに基づいて前記形状の描画領域の画素数を算出する画素数算出手段と、
前記算出された画素数と前記形状特徴量とを比較して前記形状データについての変換手段および描画手段を選択する選択手段と、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さい場合に、前記構造化フォント格納手段を参照して、前記文字コードに対応するビットマップテクスチャデータを取得するビットマップテクスチャ取得手段と、
前記ビットマップテクスチャデータを描画するビットマップテクスチャ描画手段と、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さくない場合に、前記構造化フォント格納手段を参照して、前記文字コードに対応する曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを取得するポリゴンモデル取得手段と、
前記曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを描画するポリゴンモデル描画手段と、
前記描画されたビットマップテクスチャデータまたは前記描画された曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを提示する提示手段と、を具備することを特徴とする描画装置。 - 形状データ入力手段が、ベクトルグラフィックスの形状データを入力し、
特徴量算出手段が、前記ベクトルグラフィックスの形状の複雑度または前記ベクトルグラフィックスの形状が表す文字の複雑度を示す、前記形状データの形状特徴量を、前記形状データの輪郭線を基に算出し、
取得手段が、前記形状の画面位置と、該画面位置を基準としたアフィン変換を示す行列と、を描画パラメータとして取得し、
画素数算出手段が、前記描画パラメータに基づいて前記形状の描画領域の画素数を算出し、
選択手段が、前記算出された画素数と前記形状特徴量とを比較して前記形状データについての変換手段および描画手段を選択し、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さい場合に、ビットマップテクスチャ変換手段が、前記形状データをビットマップテクスチャデータに変換し、
ビットマップテクスチャ描画手段が、前記ビットマップテクスチャデータを描画し、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さくない場合に、ポリゴンモデル変換手段が、前記形状データを曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータに変換し、
ポリゴンモデル描画手段が、前記曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを描画し、
提示手段が、前記描画されたビットマップテクスチャデータまたは前記描画された曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを提示することを特徴とする描画方法。 - 文字列入力手段が、テキスト文字列を入力し、
格納手段が、文字コードとアウトラインフォントの形状データとを対応付けて格納し、
形状データ生成手段が、前記格納手段を参照して、前記テキスト文字列に対応するアウトラインフォントの形状データであるベクトルグラフィックスの形状データを生成し、
特徴量算出手段が、前記ベクトルグラフィックスの形状の複雑度または前記ベクトルグラフィックスの形状が表す文字の複雑度を示す、前記形状データの形状特徴量を、前記形状データの輪郭線を基に算出し、
取得手段が、前記形状の画面位置と、該画面位置を基準としたアフィン変換を示す行列と、を描画パラメータとして取得し、
画素数算出手段が、前記描画パラメータに基づいて前記形状の描画領域の画素数を算出し、
選択手段が、前記算出された画素数と前記形状特徴量とを比較して前記形状データについての変換手段および描画手段を選択し、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さい場合に、ビットマップテクスチャ変換手段が、前記形状データをビットマップテクスチャデータに変換し、
ビットマップテクスチャ描画手段が、前記ビットマップテクスチャデータを描画し、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さくない場合に、ポリゴンモデル変換手段が、前記形状データを曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータに変換し、
ポリゴンモデル描画手段が、前記曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを描画し、
提示手段が、前記描画されたビットマップテクスチャデータまたは前記描画された曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを提示することを特徴とする描画方法。 - コンピュータを、
ベクトルグラフィックスの形状データを入力する入力手段と、
前記ベクトルグラフィックスの形状の複雑度または前記ベクトルグラフィックスの形状が表す文字の複雑度を示す、前記形状データの形状特徴量を、前記形状データの輪郭線を基に算出する算出手段と、
前記形状の画面位置と、該画面位置を基準としたアフィン変換を示す行列と、を描画パラメータとして取得する取得手段と、
前記描画パラメータに基づいて前記形状の描画領域の画素数を算出する算出手段と、
前記算出された画素数と前記形状特徴量とを比較して前記形状データについての変換手段および描画手段を選択する選択手段と、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さい場合に、前記形状データをビットマップテクスチャデータに変換する変換手段と、
前記ビットマップテクスチャデータを描画する描画手段と、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さくない場合に、前記形状データを曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータに変換する変換手段と、
前記曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを描画する描画手段と、
前記描画されたビットマップテクスチャデータまたは前記描画された曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを提示する提示手段として機能させるための描画プログラム。 - コンピュータを、
テキスト文字列を入力する入力手段と、
文字コードとアウトラインフォントの形状データとを対応付けて格納している格納手段と、
前記格納手段を参照して、前記テキスト文字列に対応するアウトラインフォントの形状データであるベクトルグラフィックスの形状データを生成する生成手段と、
前記ベクトルグラフィックスの形状の複雑度または前記ベクトルグラフィックスの形状が表す文字の複雑度を示す、前記形状データの形状特徴量を、前記形状データの輪郭線を基に算出する算出手段と、
前記形状の画面位置と、該画面位置を基準としたアフィン変換を示す行列と、を描画パラメータとして取得する取得手段と、
前記描画パラメータに基づいて前記形状の描画領域の画素数を算出する算出手段と、
前記算出された画素数と前記形状特徴量とを比較して前記形状データについての変換手段および描画手段を選択する選択手段と、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さい場合に、前記形状データをビットマップテクスチャデータに変換する変換手段と、
前記ビットマップテクスチャデータを描画する描画手段と、
前記算出された画素数が前記形状特徴量よりも小さくない場合に、前記形状データを曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータに変換する変換手段と、
前記曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを描画する描画手段と、
前記描画されたビットマップテクスチャデータまたは前記描画された曲線パラメータ付ポリゴンモデルデータを提示する提示手段として機能させるための描画プログラム。
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