JPH01161481A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ビック及び表示動作を容易にするようにグラ
フィック・セグメントを分類する表示装置に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］コンピ
ュータ援助設計（ＣＡＤ）システムは、設計しようとす
る項目、例えば、集積回路に関する情報を蓄積するデー
タ・ベース・メモリと、その設計開発に用いるプログラ
ムを蓄積するプログラム・メモリと、蓄積したプログラ
ムに応じてその項目に関する蓄積情報を処理して、その
蓄積情報を変更するプロセッサと、ユーザがＣＡＤシス
テムの動作を制御出来るようにするユーザ・インタフェ
ースとを具えている。典型的には、ユーザ・インタフェ
ースは、情報をデータ・ベース・メモリにロードする人
力装置と、データ・ベース・メモリの内容又はその一部
が表す項目を表示する表示装置と、蓄積したプロゲラＪ
、がデータ・ベース・メモリの内容に作用する方法を制
御する操作装置とを具えている。ＣＡＤシステムは、プ
リンタ又はプロッタを更に具えているか、又は、接続さ
れており、表示装置の表示のハード・コピーを作成する
。

ＣＡＤシステムは、表示システムを含むことも出来、こ
こでは、表示すべきピクチャ（画像）がオブジェクトで
構成され、このオブジェクトを表すデータをセグメント
形式でデータ・ベース・メモリに蓄積している。セグメ
ントとは、単一エンティティとして扱われる画像プリミ
ティブの論理的関係の集合である。各セグメントは、特
定の識別番号を含んだセグメント・ヘッダ部分と、例え
ば、直交座標系の端点て特定されるベクトルのリストで
ある画像プリミティブを含むセグメント化置ディ部分と
、セグメント終了部分とを具えている。画像内の総ての
セグメントは、表示リストと呼ばれる構造に、通常、互
いにリンクされている。

任意のセグメントを捜すには、所望のセグメントが見つ
かるまで、この表示リストを検索する。

ＣＡＤシステムを用いる場合、しばしば、オブジェクト
に対して操作を実行する必要がある。これら操作は、オ
ブジェクトの交換、又は拡大した尺度でオブジェクトを
表示したりするので、表示がデータ・ベース・メモリの
全内容を表しているときに明瞭に見ることの出来ないオ
ブジェクトの特徴を、ユーザが識別出来る。関心のある
オブジェクトを表すデータ・セグメントを選択、即ち、
ピックする操作は、カーソルを表示することにより実行
する。このカーソルは、ジョイスティック、マウス又は
他の操作装置でもよい操作装置を用いて、ユーザの制御
により移動させる。ユーザが特定のオブジェクトを表す
セグメントを選択しようとすると、カーソルを表示のオ
ブジェクト上に配置し、ピック操作を実行する。このセ
グメントに、これからの動作、例えば、拡大尺度での表
示等を行う。ピック動作期間中に、カーソルの下のセグ
メントを捜すに、検索を行うが、ここでは、カーソルの
下のセグメントを見つけるまで、画像の各セグメントを
順に試験する。この検索を実現するには、データ・ベー
ス・メモリの内容を用いて、表示装置のアドレス空間内
に仮恐、即ち、表示されないイメージを描くと共に、こ
の描画動作中にビクセルのある位置とカーソル位置との
間の論理積動作を実行する。平均として、カーソル範囲
に対して、Ｎ／２セグメントを試験する必要がある。

なお、Ｎは、セグメントの数である。関心のあるオブジ
ェクトのすぐ上のカーソルを捜すことは難しい。よって
、カーソルの周囲の領域内に配置されたセグメントを見
つけるのにピンク動作を実行する。セグメントを見つけ
ることが出来る領域をピック・アパーチャという。ピン
ク動作には、時間がかかり、大容量データ・ベースの場
合、完了するまでに３０秒かかる。この遅延は、ＣＡＤ
システムのユーザに迷惑をかける。しかし、カーソルが
画像上を移動するにしたがって、カーソルの下のセグメ
ン１−の一致のチエツクを実行するのは、現実的ではな
い。それは、高速で、カーソル・セグメントを連続的に
更新する必要があるためである。

セグメント化された表示を利用するＣＡＤシステムにお
いては、表示スクリーン上に一連のベクトルを連続的に
描画する際、データ・ベース・メモリに蓄積されたセグ
メントから直接、表示が作成されない。むしろ、データ
・ベース・メモリの内容を用いて、フレーム・バッファ
のアドレス領域にベクトルの仮想イメージを作成し、フ
レーム・バッファの内容を用いて、ラスク走査表示器を
駆動して、フレーム・バッファの内容を表示する。

フレーム・バッファのアドレス空間が仮想イメージが占
めるアドレス領域よりも大きいと、データ・ベース・メ
モリの全内容が表示に表わされる。

拡大縮尺でオブジェクトを表示するのが望ましいと、フ
レーム・バッファの内容を変更しなければならない。セ
グメント化された表示を有する従来のＣＡＤシステムに
より、データ・ベース・メモリの内容を用いて、拡大ア
ドレス領域上に、データ・ベース・メモリの全内容を表
す仮想イメージを作成する。ここでは、関心のあるオブ
ジェクトのみがフレーム・バッファのアドレス空間内に
ある。同様に、これも時間のかかる動作であり、ＣＡＤ
システムのユーザに迷惑をかける。

ＣＡＤシステムを用いて表示するほとんどの画像におい
て、水平、即ち、Ｘ方向、及び垂直、即ち、Ｙ方向の両
方にわたって、画像領域に分布された（全ベクトル長が
表す）情報の密度は、ガウス関数に応じて、大幅に変化
する。よって、表示の情報内容の半分は、ガウス関数の
ピークに関連した値Ｘ（平均）より小さいＸの値に関連
し、別の情報内容の半分は、Ｘより大きいＸの値に関連
する。さらに、表示の情報内容の４分の１は、Ｘ−０，
６７ｓ、ｄ、Ｘ、　（ｓ、ｄ、Ｘ、は、Ｘ方向の標準偏
差）より小さいＸの値に関係し、別の４分の１は、ＸＯ
、６７ｓ、ｄ、Ｘ、及びＸの間のＸの値に関連し、別の
４分の１は、Ｘ及びＸ＋０．６７ｓ、ｄ、の間のＸの値
に関連し、残りの４分の１は、Ｘ＋０、　６７ｓ、ｄ、
Ｘ、より大きいＸの値に関連する。同様に、Ｙ方向では
、表示の情報内容の４分のｌの０、　６７ｓ、ｄ、Ｙ、
及びｙの間のＹ、Ｙ及びＸ＋０　、　６７　ｓ、ｄ、Ｙ
、の間のＹ、　Ｘ＋０．　６７ｓ、ｄ、Ｙ、より大きい
Ｙの値で、夫々特徴付けられる表示の４つのバンドの夫
々に関連している。

したがって、本発明の目的は、ピック及び表示動作を簡
単にするためにグラフィック・セグメントを分類した表
示装置の提供にある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明は、画像
を表すデータを蓄積するデータ・ベース・メモリと、こ
の画像を表示する表示器と、ユーザが制御する位置に表
示器がカーソルを表示するようにする操作手段とを具え
ている。画像は、オブジェクトで構成されており、各オ
ブジェクトは、セグメントによりデータ・ベース・メモ
リ内に表される。このセグメントは、オブジェクトと、
画像内におけるそのオブジェクトの位置との両方を表す
。表示器のアドレス領域を少なくとも２つの領域に分割
するポインタを発生する。

操作手段は、カーソルが配置された画像の領域を識別す
る信号を与える。この信号をデータ・ベース・メモリの
内容と比較して、画像の識別領域内にあるオブジェクト
の選択を容易にする。

［実施例１ 第１図は、本発明を用いたＣＡＤシステムのブロック図
である。図示したＣＡＤシステムは、ファイル（１６Ａ
）、（１６Ｂ）　　・・・を記憶したデータ・ベース・
メモリ　（１６）と、プログラム・メモリ　（２０）に
蓄積されたプログラムに応じてデータ・ベース・ファイ
ル内のデータを操作するプロセッサ（１８）とを具えて
いる。このプロセッサ（１８）は、データを操作するた
めに、ファイル間でデータを転送したり、ファイルの１
つに記憶されたデータに対して他の操作を実行する。

このファイルを以下、表示ファイルという。ユーザ・イ
ンタフェースには、データ・ベース・メモリ内にデータ
をロードする入力装置（２４）と、データ・ベース・メ
モリに蓄積されたデータに対する処理動作の特性を制御
するマウスの如き操作装置（２６）とがある。ユーザ・
インタフェースには、更に表示装置があり、この表示装
置は、フレーム・バッファ（３０）と、このフレーム・
バッファ（３０）の内容を基に表示を行うラスタ走査型
陰極線管表示器（２８）とを具えている。表示器（２８
）上に行われる表示は、フレーム・バッファ（３０）の
内容をビット・マツプ方式で表す。プロッタの如き出力
装置（３２）をＣＡＤシステムに接続して、表示器の表
示のハード・コピーを得る。

データ・ベース・メモリ（１６）内に蓄積された情報は
、グラフィック・セグメントの形式である。各セグメン
トは、特定の識別番号を含んだヘッダ部分と、ベクトル
のリストを含んだボディ部分と、終了部分とを具えてい
る。ファイル（１６Ａ）に蓄積された各データ・セグメ
ントのヘッダ部分は、画像内のオブジェクトの位置を表
すセグメント分類コードを含んでいる。このセグメント
分類コードを発生する方法は、後述する。

本発明によれば、表示装置のアドレス領域を、ほぼ等し
い情報内容の領域に分割する。情報内容がベクトル長を
基本にしていると仮定する場合、プロセッサ（１８）は
、画像の平均又を計算し、蓄積する。ベクトルの端点の
座標（Ｘ　１　ｉｊ、　Ｙ　１　ｉｊ）及び（Ｘ　２ｉ
ｊ、　Ｙ　２　ｉｊ）が、ファイル（１６Ａ）のｉ番目
のセグメントのｊ番目のベクトルを識別するならば、又
のイ直は次のようになる。

１／Ｎ＊Ｓｕｍ（ｉ、ｊ）（Ｘ１ｉｊ＋Ｘ２ｉｊ）／２
なお、Ｎは、画像内のベクトルの総数であり、Ｓｕｍ　
（ｉ、ｊ）は、総てのｉ及び総てのｊにわたる合計であ
る。

さらに、Ｘ位置の標準偏差ｓ、ｄ、Ｘ、を計算し、蓄積
する。ｓ、ｄ、Ｘ、の値は次のようになる。

（Ｓｕｍ（ｉ　、ｊ）（（Ｘ１ｉｊ＋Ｘ２ｉｊ）／２−
Ｘ）＊本２ｚ）＊本１／２Ｘの予備の知識を用いずにｓ
、ｄ、ｘ、を計算する方法は、種々の文献に記載されて
いる。同様に、■及びｓ、ｄ、Ｙ、の値を、Ｙｌｉｊ及
びＹ２ｉｊの値から計算し、画像用に蓄積する。画像の
情報内容がガウス関数に応じて大幅に変化すると仮定す
ると、所望のごとく、等しい情報内容の多くの領域に画
像を分割出来る。例えば、アドレス領域を１６の領域に
分割するのが望ましいならば、プロセッサ（１８）は、
蓄積された値を用いて、又、７乎０、　６７ｓ、ｄ、Ｘ
、、Ｙ及びＹ＋　０．　６７ｓ、ｄ、Ｙ、におけるポイ
ンタを発生する。この方法において、ベクトルの長さに
よって表せるごとく、データ・ベース・メモリのファイ
ル（１６Ａ）に蓄積された情報の約１６分の１を夫々が
記憶する１６の領域は、表示装置のアドレス領域にて定
義される。垂直及び水平領域分割線により、これらポイ
ンタの位置を第３図に示すが、これら分割線は、通常、
表示されない。実際に、第１図のＣＡＤシステムは、こ
れら分割線を表示するのに必要な補助表示を行う機能を
具えていない。０から１５の範囲内の数字により、ＣＡ
Ｄシステムにおいて、各領域を識別する。これら数字は
表示に現れないが、第３図に示すごとく分布している。

セグメント分類コードは、左から右に０から１５の番号
が付されたとみなせる１６ビツトである。ｋ番目の領域
の境界内に、オブジェクトの部分が現れた場合、セグメ
ント分類コードのに番目のビットがロジック１であり、
そうでなければロジック０である。よって、セグメント
分類コードは、単一の領域を識別することに限定されな
い。

処理すべきセグメントをピックするために、このセグメ
ントが表すオブジェクトの上にカーソルがくるまで、マ
ウスを操作する。プロセッサは、１６ビツト・カーソル
分類コードを発生する。カーソルが表示のに番目の領域
に配置されると、カーソル分類コードのに番目のビット
がロジック１であり、その他のビットは０である。カー
ソル分類コード及びセグメント分類コードを用いて、ビ
ット単位で、論理積動作を実行する。論理積動作が、ｋ
番目のビットに対してロジック１を発生しないセグメン
トを、ファイル（１６Ｂ）に転送し、これ以１−試験し
ない。よって、ファイル（１６Ａ）は、論理積動作かに
番目のＢに対してロジック１を発生したセグメントのみ
を記憶する。カーソルの下のセグメントを識別するため
に、プロセッサ（１８）は、ファイル（１６Ａ）内の残
りのセグメントの各々を試験する。この試験は、従来方
法で管理する。カーソルの下のセグメントを見つけると
、所望のビック動作が完了する。しかし、これは、総て
のセグメントを試験することを潜在的に必要とする事な
く、行われる。平均的には、そして、各セグメントが画
像の１つの領域のみを覆うと仮定すると、Ｎ／３２のみ
のセグメントに対して、カーソルに覆われているかを試
験する必要がある。これは、１６の係数による縮小を表
す。

一般に、画像が等しい情報内容のＭ個の領域に分割され
ると、カーソルの下のセグメントを捜すのに必要な時間
は、Ｍの係数だけ減少する。はとんど総ての実際の画像
において、いくつかのセグメントは、２つ以上の領域を
覆うが、はとんどのセグメントは、１つの領域のみを覆
う。セグメントが２つ以上の領域を覆うとき、試験すべ
きセグメントの数を計算するために、Ｃ（ｉ）をｉ個の
領域を覆うセグメントの数とする。ピンク動作を実行す
るのに必要な検索の平均回数は、Ｓｕｍ（Ｃ（ｉ）＊ｉ
）／２Ｍである。総てのセグメントが１つの領域のみを
覆うとき、この回数は、Ｎ／２Ｍに減る。さらに、ピッ
ク・アパーチャが覆う各領域を検索することにより、ア
パーチャのピック動作を実行出来る。はとんどのＣＡＤ
アプリケーションにおいて、ピック動作期間中にセグメ
ントを捜すのに必要な検索の回数は、１６のように合理
的に少ない数の領域及び通常の大きさのピック・アパー
チャに対して、約Ｎ　／　２　Ｍである。

関心のあるオブジェクトを表すセグメントをピックする
とき、ユーザは、そのセグメントが表すオブジェクトを
、表示することが出来る。これは、データ・ベース・メ
モリのファイル（１６Ａ）から総ての他のセグメントを
他のファイル、例えば、ファイル（１６Ｂ）に転送する
ことにより、容易化出来る。よって、ファイル（１６Ａ
）の内容が更に減るので、ファイル（１６Ａ）の内容を
処理し、フレーム・バッファにロードする時間が短くな
る。

ファイル（１６Ａ）の内容が変化すると、Ｘ、■、ｓ、
ｄ、Ｘ、及びｓ、ｄ、Ｙ、の値をファイル（１６Ａ）の
新たな内容を基にして計算する。これら変数の任意の新
たな値が前の値から１０％より大きく異なると、これら
新たな値を用いて、ボ１′ンタを発生する。

ある条件下で、ユーザは、単一のオブジェクトではなく
、全画像の部分を拡大縮尺で試験しようとしてもよい。

よって、ユーザは、関心のあるオブジェクトに隣接した
他のオブジェクトの背景に対して、関心のあるオブジェ
クトを試験出来る。

この場合、カーソルを関心のあるオブジェクトの上に位
置決めし、プロセッサは、どの領域がその関心のあるオ
ブジェクトを含むかを判断する。次に、ユーザはプロセ
ッサに指示をして、その領域内の総てのオブジェクト、
可能ならば、１つ以上の隣接する領域内のオブジェクト
を表示させる。

選択されたオブジェクトを表すセグメントがファイル（
１６Ａ）に残り、他のセグメントは、ファイル（１６Ｂ
）に転送される。プロセッサは、フレーム・バッファの
アドレス空間内に、ファイル（１６Ａ）のセグメントが
表すベクトルの仮想イメージを描画する。表示装置のア
ドレス領域内の仮想イメージの位置は、フレーム・バッ
ファにロードされ、これを用いて、表示器を駆動する。

よって、選択したオブジェクトの拡大表示が得られる。

拡大された表示の細部が充分でないならば、ユーザは、
更に拡大した尺度の表示を行うために、新たなポインタ
を参照してピック動作を繰り返し、拡大表示の１つ以上
の領域を選択出来る。次に、ユーザが、表示又は変更の
ために単一のオブジェクトを選択したいならば、これは
、上述の手順により達成出来る。

データ・ベース・メモリのいずれかのファイルを選択し
て、フレーム・バッファにロード出来る。

例えば、ユーザが、初めに領域５を選択し、領域０〜４
及び６〜１５をファイル（１６Ｂ）に転送し、ユーザが
間違いに気付き、関心のあるオブジェクトが領域５に実
際にない場合、ユーザは、ファイル（１６Ｂ）を表示フ
ァイルとして選択出来る。ファイル（１６Ｂ）の内容を
基にして、即ち、領域５を除いたファイル（１６Ａ）の
元の内容を基にして、ポインタ用の新たな値を計算する
。それらの値は、ファイル（１６Ａ）の内容を基にして
計算した値と通常は異なっている。

所定のセグメントを含んだ画像の領域を判断することは
、通常、非常に容易である。それは、はとんどのセグメ
ントが、多くの線プリミティブのみを含んでいるからで
ある。この場合、総てのベクトル端点が同じ領域内なら
ば、セグメントは、その領域のみを覆い、その領域の番
号に対応する位置にて、セグメント分類コードは１つの
ロジック１のみを含む。一般に、そのセグメント用のベ
クトル・リスト内のＸ及びＹの値を、Ｘ、Ｘ＋０、　６
７ｓ、ｄ、Ｘ、、■及びＶ手０．　６７ｓ、ｄ、Ｙ、と
比較して、ベクトルの端点を含む領域を決めて、セグメ
ント用のセグメント分類コードを生成する。

いくつかのグラフィック・プリミティブにとって、実際
にセグメントが覆う領域を判断することは一般的でない
。例として、画像を第３図に示すように１６の領域に分
割する。線セグメントの端点が領域Ｏ及び５にあるなら
ば、この綿は、領域１又は４にもなければならない（線
が領域の角を通過する特殊な場合を除く）。領域１及び
４のいずれにこの線が配置されているかを判断するアル
ゴリズムを開発できた。例えば、この線セグメントがセ
グメント０及びセグメント１の間の境界と交差すること
により、領域１と交差するが、領域４が覆われていると
き、領域１又は４が覆われているかを判断する。かかる
線セグメントの交差を実行することにより、実際のセグ
メント分類コードを発生するが、長時間が必要である。

同様な手続きにより、セット［０，１，５］又は［０，
４，５］のどちらが実際のセグメント分類セットかを計
算する代わりに、スーパセット［０，１，４，５］を覆
う如き線セグメントを含むセグメントを区別する。セグ
メントの実際の範囲セット用のスーパセットを計算する
ことにより、ピックの如キこれからの動作の速度が低下
するが、セグメントが実際に覆うのはどの領域かを決め
る際の計算の複雑さが軽減される。その後の動作速度が
減少するが、その係数は、覆うとして区別した余分な領
域の数と覆われた領域の実際の数との比に１を足したも
のである。たまにしか生じない構成にとって、また、画
像がダイナミックに変更されると仮定すると、セグメン
ト用の実際の範囲セットのスーパセットを区別すること
により、画像を操作するのにユーザが必要とする全体の
時間を短くする。

本発明の好適な実施例について上述したが、本発明の要
旨を逸脱する事な（、種々の変更が可能である。例えば
、ポインタの値を計算するのに用いたセグメントは、全
スクリーンにわたって分布したオブジェクトを表す必要
がない。これは、分割されない背景に対して、ウィンド
ウ内にそれらが含まれているからである。所定の背景に
対して多くのウィンドウがあってもよい。各ウィンドウ
は、１セツトのセグメントが表すオブジェクトの表示を
含んでもよく、各セットのポインタの値は、独立に計算
する。画像は、ベクトルのみで構成しなくてもよく、タ
イリングされた領域を含んでもよい。ｍ番目のタイリン
グされた領域が領域Ａｍであり、その中心が（Ｘｍ、Ｙ
ｍ）ならば、又の値は次のようになる。

八　Ｓｕｍ（ｉ、ｊ）（Ｘ１ｉｊ＋Ｘ２ｉｊ）／２　　
＋　　Ｂ　　Ｓｕｍ（ｍ）（八ｍＸ＋ｎ）ここで、Ａ及
びＢは、重み付は係数であり、ｓ、ｄ。

Ｘ、の値は、次のようになる。

Ｃ（Ｓｕｍ（ｉ　、ｊ）（（Ｘ１ｉｊ＋Ｘ２ｉｊ）／２
−　Ｙ）＊率２）１＄１／２＋　　Ｄ（Ｓｕｍ（ｍ）（
ＡｍＸｍ−Ｘ）木本２）＊＊ｌ／２ここで、Ｃ及びＤは
、重み付は係数である。同様に、Ｙ及びｓ、ｄ、Ｙ、の
値を計算する。重み付は係数の値は、典型的なベクトル
を描画し、典型的な立体領域をタイリングするのにかか
る相対時間により決まる。表示ファイルの内容の仮想イ
メージの描画を含まない方法により、ピック動作を実行
すると、ベクトルの長さを用いることは適切ではない。

これは、情報内容の尺度として、ベクトルを１ｍ画する
のにかかる時間を決める。

各方向における画像の４つの副分割を利用することは任
意であり、副分割の数を所望に選択出来る点に留意され
たい。各方向における副分割点の位置を設定する方法は
、ガウス分布の統計学において一般的である。

［発明の効果］ 上述の如く、本発明は、グラフィック・セグメントを分
類することにより、ピック及び表示動作を簡単にできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いたＣＡＤシステムのブロック図、
第２図はＣＡＤシステムによる典型的な表示を表す図、
第３図は第２図の表示に付加情報を加えた図である。 （１６）はデータ・ベース・メモリ、（１８）はプロセ
ッサ、（２０）はプログラム・メモリ、（２６）はユー
ザ・インタフェース（マウス）、（２８）は表示器であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 グラフィック・オブジェクト及びその座標空間位置の両
   方を表すセグメントによって表される上記オブジェクト
   のデータを蓄積するデータ・ベース・メモリと、 上記データが表す上記グラフィック・オブジェクトを構
   成する画像を表示する表示器と、 該表示器のアドレス領域内の位置を、上記座標空間の第
   １軸に沿った位置として識別するアドレス・ワードを発
   生し、上記アドレス領域を少なくとも２つの分割領域に
   分割する第１手段と、上記表示器のアドレス領域内の位
   置を識別する信号を発生するユーザ・インタフェースと
   、上記識別した位置のアドレス領域における分割領域を
   識別する第２手段と、 上記アドレス領域の識別した分割領域に少なくとも部分
   的に含まれるオブジェクトを表すセグメントを他のセグ
   メントから区別する第３手段とを具えた表示装置。