JPH0721397A

JPH0721397A - 多角形の塗りつぶし描画方法

Info

Publication number: JPH0721397A
Application number: JP5191960A
Authority: JP
Inventors: Mitsuto Miyata; 光人宮田; Mamoru Kubo; 守久保
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1993-07-05
Filing date: 1993-07-05
Publication date: 1995-01-24

Abstract

(57)【要約】【目的】描画のため特殊な装置を用いることなく、ま
た描画時間の高速化を可能とする多角形の塗りつぶし描
画方法を提供する。【構成】複数のピクセルを配列してなる表示画面上
で、図形パターンに対応する前記ピクセルを塗りつぶす
ことにより多角形の描画を行なう多角形の塗りつぶし描
画方法において、描画を行なう多角形を表示画面の一方
向に沿って分割し、その分割により得られる多角形の境
界における位置データを求め、その一方向上の同一分割
において、多角形を内側にはさむ二つの位置データによ
って位置データの組を形成し（ステップＳ１）、その位
置データの組ではさまれるピクセルにドットを打って
（ステップＳ３）、多角形の描画を行なうことによって
多角形の塗りつぶしを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示装置上において図
形を表示するための描画方法に関し、特に閉曲線により
形成される多角形の内部を塗りつぶして表示を行なう多
角形の塗りつぶし描画方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＣＲＴ等の表示装置上に内部を
塗りつぶした図形を描画する場合がある。例えば、産業
用工作機械等に用いられる数値制御において、工作機械
による加工を行なう前に制御装置の画面上で切削状況の
シミュレーションを行い、加工プログラムの妥当性を検
証する場合がある。この切削状況のシミュレーションに
おいて、工具をアニメーション表示する際には、通常工
具刃先を単一色で塗りつぶして描画する場合が多い。

【０００３】従来、この種の描画においては、特殊なグ
ラフィックアクセラレータにより描画を行なうか、また
は線で囲んだ閉領域内のピクセルを計算してそのピクセ
ルを塗りつぶすといった方法がとられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来の塗りつぶし描画方法においては、以下のような問
題点を有している。

【０００５】（１）従来のグラフィックアクセラレータ
による塗りつぶし描画方法では、特殊なグラフィックア
クセラレータ等の装置が必要であるという問題点があ
り、またそのためにコストが上昇するという問題点も有
している。

【０００６】（２）また、従来の図形を表す線により囲
まれた閉領域内のピクセルを計算してそのピクセルを塗
りつぶすという描画方法では、図形の移動の度に表示装
置上のピクセルの内、図形閉領域内のドットを打つピク
セルを再度計算する必要があり、その演算時間のために
描画処理が長時間化するという問題点がある。

【０００７】また、この描画処理の長時間化により、ア
ニメーション表示を行なう際には、アニメーション自体
の速度が低下するという二次的な問題点も有している。

【０００８】そこで、本発明は前記した従来の塗りつぶ
し描画方法の問題点を解決し、描画のため特殊な装置を
用いることなく、また描画時間の高速化を可能とする多
角形の塗りつぶし描画方法を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、複数のピクセルを配列してなる表示画面
上で、多角形の図形パターンに対応する前記ピクセルを
塗りつぶすことにより図形の描画を行なう多角形の塗り
つぶし描画方法において、描画を行なう多角形を表示画
面の一方向に沿って分割し、その分割により得られる図
形の境界における位置データを求め、その一方向上の同
一分割において、多角形を内側にはさむ二つの位置デー
タによって位置データの組を形成し、その位置データの
組ではさまれるピクセルにドットを打つことにより多角
形の描画を行なうことによって、多角形の塗りつぶしを
行なうものである。

【００１０】また、多角形を特定する位置データを、多
角形の頂点を表す位置データと頂点間結ぶ線分上の位置
データとし、その頂点を表す位置データは、分割により
得られる位置データの中から隣接する位置データを一方
向の順に三つ選択し、その選択した位置データによって
形成される隣接する二つのベトクルの外積が正、または
ベクトルのＹ成分の積が正となる場合の中央の位置デー
タであり、また、頂点間を結ぶ線分上の位置データは、
前記線分が前記一方向上に存在しない場合の位置データ
であり、この位置データにより前記位置データの組を形
成し、その位置データの組ではさまれるピクセルにドッ
トを打つことにより多角形の描画を行なうことによっ
て、多角形の塗りつぶしを行なうものである。

【００１１】なお、本発明において、描画を行なう多角
形を表示画面において分割する一方向は、Ｘ軸方向ある
いはＹ軸方向とすることができる。

【００１２】なお、本発明において、ピクセルにドット
を打つということは、ピクセルの濃度や色等の表示状態
を変化させることにより、ドットを打たない他のピクセ
ルとの間で表示上での差を生じさせることをいう。

【００１３】

【作用】本発明によれば、複数のピクセルを配列してな
る表示画面上で、多角形に対応する前記ピクセルを塗り
つぶすことにより多角形の描画を行なう多角形の塗りつ
ぶし描画方法において、はじめに描画を行なう多角形を
表示画面の一方向に沿って分割し、その分割により得ら
れる多角形の境界における位置データを求める。そし
て、その位置データの中から一方向上の同一分割におい
て、多角形を内側にはさむ二つの位置データを選択し、
その選択した二つの位置データで位置データの組を形成
する。そして、その位置データの組ではさまれるピクセ
ルにドットを打つことにより多角形の描画を行なうもの
であり、これにより多角形の塗りつぶしを行なうことが
できる。

【００１４】また、多角形を特定する位置データを求め
るには、分割により得られる位置データの中から隣接す
る位置データを一方向の順に三つ選択し、その選択した
位置データによって形成される隣接する二つのベトクル
の外積が正、またはベクトルのＹ成分の積が正となる場
合の中央の位置データを求めて、この位置データを多角
形の頂点を表す位置データとし、また、頂点間を結ぶ線
分が一方向のの直線上に存在しない場合の位置データを
求めて、この位置データを多角形の線分を表す位置デー
タとし、これらの位置データから位置データの組を形成
し、その位置データの組ではさまれるピクセルにドット
を打つことにより多角形の描画を行なうことによって、
多角形の塗りつぶしを行なうものである。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものでは
ない。

【００１６】（実施例の構成）図２は、実施例を実施す
る場合の表示画面上の状態を示す図である。図２におい
て、ＣＲＴ等の表示装置は複数のピクセルを有し、その
複数のピクセルの中から多角形に対応するピクセルを選
択し、その選択ピクセルにドットを打つことにより多角
形の描画を行なう。図中では、Ｘ軸方向にＸ１からＸ３
２に区分され、またＹ軸方向にＹ１からＹ２３に区分さ
れた複数のピクセルにより構成され、そのピクセルの中
から図形の輪郭に対応するピクセル、およびその多角形
の内側のピクセルにドットを打つことによって、目的と
する多角形の塗りつぶし描画を行なうことができる。図
では、ドットを●で表している。なお、ピクセルにドッ
トを打つということは、ピクセルの濃度や色等の表示状
態を変化させることにより、ドットが打たれていない他
のピクセルとの間で表示上での差を形成することをい
う。

【００１７】本発明の多角形の塗りつぶし描画方法にお
いては、例えばＸ軸方向（水平線向）に多角形を分割
し、その分割したＸ軸方向の両端のピクセルの位置デー
タの組により多角形の形状を特定する。例えば、図２に
おいて、多角形をＸ軸方向に分割すると、図形はＹ軸の
Ｙ１１の座標からＹ１５までの座標内にあり、Ｙ軸の値
がＹ１１の部分においてはＸ軸の値がＸ６からＸ２３ま
であり、その両端のピクセルの位置データ（Ｘ６，Ｙ１
１）と（Ｘ２３，Ｙ１１）である。また、Ｙ軸の値がＹ
１５の部分においてはＸ軸の値がＸ１２からＸ２３まで
あり、その両端のピクセルの位置データ（Ｘ１２，Ｙ１
５）と（Ｘ２３，Ｙ１５）である。

【００１８】このＸ軸方向の両端のピクセルの位置デー
タの組（Ｘ６，Ｙ１１）と（Ｘ２３，Ｙ１１），（Ｘ
７，Ｙ１１）と（Ｘ２３，Ｙ１１），・・・（Ｘ１２，
Ｙ１５）と（Ｘ２３，Ｙ１５）により多角形の輪郭を特
定する。そして、本発明の多角形の塗りつぶし描画方法
では、この位置データで表されるピクセルと位置データ
の組ではさまれるピクセルにドットを打つことによっ
て、多角形の塗りつぶし描画を行なうものである。

【００１９】なお、図２に示す実施例においては、Ｘ軸
方向（水平線方向）に図形を分割しているが、Ｙ軸方向
（垂直線方向）に図形を分割することも可能であり、そ
の分割したＹ軸方向の両端のピクセルの位置データの組
により多角形の形状を特定することも可能である。この
多角形の分割の方向およびその分割方向での位置データ
の組の形成は、ピクセルのドットを走査方向に対応して
設定することができる。

【００２０】（実施例を実施するための装置構成）図３
は、実施例の多角形の塗りつぶし描画方法を実施するた
めの一装置構成図である。

【００２１】図３において、プロセッサ１１は、ＲＯＭ
１２に格納されたシステムプログラムに従って装置全体
を制御する。ＲＯＭ１２のシステムプログラムによって
実行されるソフトウエアは、図形記憶等の各種の機能を
有している。このＲＯＭ１２には、ＥＰＲＯＭあるいは
ＥＥＰＲＯＭが使用される。ＲＡＭ１３にはＳＲＡＭ等
が使用され、入出力信号等の一時的なデータが格納され
る。不揮発性メモリ１４には図示されないバッテリによ
ってバックアップされたＣＭＯＳが使用される。また、
不揮発性メモリ１４には電源切断後も保存すべきパラメ
ータ、加工プログラム等の各種データ等が格納される。

【００２２】グラフィック制御回路１５はガイダンス情
報や入力された指定形状等を表示可能な信号に変換し、
表示装置１６に与える。表示装置１６にはＣＲＴあるい
は液晶表示装置が使用される。

【００２３】また、プロセッサ１１、ＲＡＭ１３等への
入力はＭＤＩ１７により行なわれる。このＭＤＩ１７と
して、例えばキーボードやマウス等の入力装置を用いる
ことができる。なお、前記装置構成は、そのＲＯＭ１２
に数値制御装置全体を制御するシステムプログラムを格
納する等によって、通常の数値制御装置に適用すること
ができるが、数値制御装置に限定されるものではなく、
他の図形表示を行なう装置に適用することができるもの
である。

【００２４】〔実施例の作用〕（描画の手順）次に、本発明の実施例の描画方法の手順
について、前記図２の描画図、および図１の本発明の多
角形の塗りつぶし描画方法の手順を説明するフローチャ
ートを用いて説明する。なお、以下の説明においては、
ステップＳの符号を用いて説明する。

【００２５】ステップＳ１：はじめに、表示装置１６上
において表示する描画する多角形の描画用の位置データ
を求める。この位置データは、例えば図２に示したよ
うに角形のＸ軸方向（水平線方向）に多角形を分割し、
その分割したＸ軸方向の多角形を形成する境界部分のピ
クセルを特定する位置データであり、これによって多角
形の形状を特定する。

【００２６】さらに、この工程においては、求めた多角
形の位置データの順番を変更して、描画に適した順序に
ソートする。例えば、描画における主走査方向がＸ軸方
向であり副走査方向がＹ軸方向の場合には、はじめに位
置データを副走査方向の順となるように例えばＹの値の
小さい順に並ベ替え、次にその並び替えた位置データの
内で同一のＹの値を持つ位置データがある場合には、主
走査方向の順となるように例えばＸの値の小さい順に並
べることによりソートを行なう。

【００２７】そして、このソートした位置データによっ
て、同一の主走査方向線上（同一のＹの値を有する）の
二つの位置データの組を形成する。なお、この二つの位
置データの組を形成において、同一の主走査方向線上
（同一のＹの値を有する）に３個以上の位置データがあ
る場合には、位置データの組が描画図形の内側をはさむ
組み合わせとなるものを選択し、また、頂点を形成する
場合には、同一の位置データにより１つの位置データの
組を形成する。

【００２８】そして、この位置データの組を形成し、表
示装置に対してその位置データの組を指定することによ
り、その位置データの組にはさまれた全てのピクセルを
指定することができる。したがって、ドットを打つ複数
のピクセルを位置データの組によって特定することがで
きる。この位置データの組は、例えば図３のＲＡＭ１３
に記憶しておく。

【００２９】なお、この位置データは多角形の形状を特
定するためのデータであり、図形が移動する場合にはこ
の位置データを移動に対応して変更し、移動中および移
動後の位置データを求めることになる。

【００３０】このステップの詳細については、後述する
（位置データを求める手順）の項において、図４のフロ
ーチャートを用いて説明する。

【００３１】ステップＳ２：前記ステップＳ１の工程で
求めた位置データの組をＲＡＭ１３から読み出す。この
位置データの組の読み出しの順は、ステップＳ１の工程
でソートした順とすることができる。

【００３２】ステップＳ３：ステップＳ２で読み出した
位置データの組の間にはさまれたピクセルにドットを打
つ。これにより多角形の一部が形成される。例えば、読
み出された位置データの組が（Ｘ６，Ｙ１１），（Ｘ２
３，Ｙ１１）である場合には、この位置データの組は図
２において描画する多角形の最下部の線を示すものであ
り、この位置データの組にはさまれるピクセルの全ての
ドットを打つことにより、この多角形の最下部の線を表
示装置１６上に表示することができる。

【００３３】ステップＳ４：前記ステップＳ２とステッ
プＳ３の工程を全ての位置データについて繰り返して行
なうことにより、多角形を表示装置１６上に表示するこ
とができる。

【００３４】（位置データを求める手順）次に、前記ス
テップＳ１の工程の詳細について、図４の多角形の描画
用位置データを求めるフローチャートと、図５〜図１１
の多角形の描画用位置データを求める方法を説明する図
を用いて説明する。

【００３５】以下のフローチャートの説明においては、
描画する多角形を図５に示すような三角形の形状の場合
について説明するものであり、このフローより最終的に
求める位置データは、図５の（ｂ）の斜線で示したピク
セルの位置データの組を求めるものである。

【００３６】なお、以下のフローチャートにおいては、
ステップＳ１１〜ステップＳ２１の符号を用いて説明す
る。

【００３７】ステップＳ１１：はじめに、描画する多角
形の頂点の座標をＲＡＭ１３等の記憶装置に入力する。
例えば、図５に示す三角形の図形において、１〜３（あ
るいは（１）〜（３））で示される頂点の位置データを
求める。この位置データは、ＸＹ座標の位置データその
ものとすることも、あるいはそのＸＹ座標の位置データ
に対応するピクセルの位置データを変換したものとする
こともできる。以下の説明では、この工程で求めた多角
形の頂点の位置データは、ピクセルの位置データである
とし、ＸＹ座標の位置データそのものの場合には、この
フローの何れかの段階において対応するピクセルの位置
データに変換することができる。

【００３８】位置データは描画図形に対して、時計回り
あるいは反時計回りとならなければならない。図５にお
いて、反時計回りの場合には、１，２，３の順となり、
時計回りの場合には、（１），（２），（３）の順とな
る。以下、反時計回りの場合について説明する。

【００３９】ステップＳ１２：前記工程で求められた位
置データに基づいて、求められた順の頂点の位置データ
間でベクトルｖを形成する。例えば、図６において、反
時計回りに頂点がｉ−１，ｉ，ｉ＋１である場合には、
頂点ｉ−１とｉの間でベクトルｖ_i-1を形成し、頂点ｉ
とｉ＋１の間でベクトルｖ_iを形成する。なお、ここで
頂点ｉの位置座標を（Ｘ_i，Ｙ_i）とする。

【００４０】ステップＳ１３：前記工程で求めた頂点ｉ
を終点とするベクトルｖ_i-1と頂点ｉを始点とするベク
トルｖ_iとによって、外積ｖ_i-1×ｖ_iを求める。な
お、この外積ｖ_i-1×ｖ_iにおいて、ベクトルｖ_i-1と
ベクトルｖ_iのなす角度は図６および図７において、θ
によって表されている。

【００４１】ステップＳ１４：前記工程で求めた外積ｖ
_i-1×ｖ_iが正であるか、あるいは０または負であるか
の判定を行なう。例えば、図６は外積ｖ_i-1×ｖ_iが正
である場合を示しており、図７は外積ｖ_i-1×ｖ_iが負
である場合を示している。

【００４２】ステップＳ１６：外積ｖ_i-1×ｖ_iが正で
ある場合には、その頂点ｉの位置データを例えばＲＡＭ
１３等の記憶装置に記憶し、描画図形の水平線を求める
ための位置データとしてセットされる。図６において、
この記憶する頂点ｉを●によって表示している。

【００４３】ステップＳ１５：一方、外積ｖ_i-1×ｖ_i
が０または負である場合には、ｉ番目のベクトルｖ_iの
Ｙ成分とｉ−１番目のベクトルｖ_i-1のＹ成分の積が正
となるか０または負となるかの判定を行なう。ｉ番目の
ベクトルｖ_iのＹ成分とｉ−１番目のベクトルｖ_i-1の
Ｙ成分の積が正である場合には、ステップＳ１６により
その頂点ｉの位置データを記憶する。

【００４４】一方、前記積が０または負の場合には、そ
の頂点ｉの位置データは記憶せず、描画図形の水平線を
求めるための位置データとしてセットしない。これは、
点ｉが水平線の途中の点であり、水平線を求めるための
位置データとしては必要がないためである。図７におい
て、この記憶しない頂点ｉを白抜きの○印によって表示
している。

【００４５】なお、図８に示すように、始点の頂点がＹ
軸方向に対して鋭角である場合には、始点は二度重複し
てセットすることによって水平線の情報として記憶す
る。この始点の頂点がＹ軸方向に対して鋭角であるか否
かの判定は、例えばｉ番目のベクトルのＹ成分とｉ−１
番目のｎのベクトルのＹ成分との積が負であるか否かに
よって行なうことができる。図８において、この記憶す
る頂点ｉを●によって表示している。

【００４６】ステップＳ１７：前記ステップＳ１４〜ス
テップＳ１６の工程を全てのベクトルについて行なう。
これによって、多角形の描画において水平線の情報とし
て必要な頂点の位置データが求められる。

【００４７】ステップＳ１８：次に、多角形の描画にお
いて水平線の情報として必要な頂線分上の位置データを
求める。前記ステップＳ１４〜ステップＳ１７におい
て、多角形の描画において水平線の情報として必要な頂
点の位置データは求められているが、この工程では、そ
の頂点を結ぶ線分間での水平線の情報として必要な位置
データを求める。

【００４８】前記ステップＳ１３で求めたベクトルｖ_i
に対応する直線をｉとし、その直線ｉが水平線か否かの
判定を行なう。頂点間を結ぶ直線ｉが水平線の場合に
は、この水平線の直線部分は、その直線の両端である頂
点によって描画に必要な位置データが既にセットされて
いるため、水平線を求めるための位置データとしては必
要がない。そのため、この直線ｉの位置データはセット
しない。

【００４９】一方、頂点間を結ぶ直線ｉが水平線でない
場合には、次のステップＳ１９において、水平線を求め
るための位置データをセットする。

【００５０】ステップＳ１９：直線ｉの位置データを求
めて、記憶装置に記憶する。

【００５１】この直線ｉは、例えば図９において太い実
線で示されており、その直線ｉにおける位置データは、
破線で示されるＸ軸方向の水平線の両端の位置データと
して求められ、図中において●によって示されている。
そして、水平線の部分は前記工程で説明したように水平
線を求めるための位置データとしては必要がないため、
この直線ｉの位置データはセットしない。

【００５２】図１０に示される多角形においても、同様
に直線ｉにおける位置データは、●によって示されてお
り、水平線の中間にある頂点の内白抜きの○印によって
表される点は、前記したように水平線を求めるための位
置データとしては不要であるめ、セットされない。

【００５３】また、多角形が図１１に示されるような場
合には、多角形をはさむ水平線以外の二本の直線によっ
て必要な位置データが求められる。例えば、図１１にお
いて、直線を時計方向にｉ〜ｉ＋４により表すと、直線
ｉと直線ｉ＋１によってはさまれる多角形は、その直線
ｉと直線ｉ＋１の位置データによって描画のための水平
線が定められ、また直線ｉ＋２と直線ｉ＋４の位置デー
タによって描画のための水平線が定められる。なお、直
線ｉ＋１と直線ｉ＋２の交点部分の頂点は、ベクトルの
外積が負で、かつＹ成分の積が０または負となるので位
置データとしてセットされない。

【００５４】ステップＳ２０：前記ステップＳ１８及び
ステップＳ１９の工程を全てのｉについて行なう。これ
によって、描画に必要な位置データを全て求められる。

【００５５】ステップＳ２１：前記ステップＳ１１〜ス
テップＳ２０によって入力された位置データを描画に適
した順序にソートする。このソートについては、前記ス
テップＳ１において説明しているため、ここでは説明を
省略する。

【００５６】そして、このソートにより位置データの組
が形成され、表示装置に対してその位置データの組を指
定することにより、その位置データの組にはさまれた全
てのピクセルを指定することができ、ドットを打つ複数
のピクセルを位置データの組によって特定することがで
きる。

【００５７】〔変形例〕前記実施例において、多角形を
分割する一方向としてＸ軸方向に代えて、Ｙ軸方向とす
ることもできる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高速な機械語命令が容易に利用することができ、高速な
図形の描画を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多角形の塗りつぶし描画方法の手順を
説明するフローチャートである。

【図２】本発明の実施例を実施する場合の表示画面上の
状態を示す図である。

【図３】本発明の実施例の多角形の塗りつぶし描画方法
を実施するための一装置構成図である。

【図４】本発明の多角形の描画用位置データを求めるフ
ローチャートである。

【図５】本発明の多角形の描画用位置データを求める方
法を説明する図である。

【図６】本発明の多角形の描画用位置データを求める方
法を説明する図である。

【図７】本発明の多角形の描画用位置データを求める方
法を説明する図である。

【図８】本発明の多角形の描画用位置データを求める方
法を説明する図である。

【図９】本発明の多角形の描画用位置データを求める方
法を説明する図である。

【図１０】本発明の多角形の描画用位置データを求める
方法を説明する図である。

【図１１】本発明の多角形の描画用位置データを求める
方法を説明する図である。

【符号の説明】

１１プロセッサ１２ＲＯＭ１３ＲＡＭ１４不揮発性メモリ１５グラフィック制御回路１６表示装置１７ＭＤＩ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のピクセルを配列してなる表示画面
上で、図形パターンに対応する前記ピクセルを塗りつぶ
すことにより多角形の描画を行なう塗りつぶし描画方法
において、（ａ）前記多角形を前記表示画面の一方向に
沿って分割し、（ｂ）前記分割により得られる多角形の
境界における位置データを求め、（ｃ）前記一方向上の
同一分割において、前記多角形を内側にはさむ二つの位
置データによって位置データの組を形成し、（ｄ）前記
位置データの組ではさまれる前記ピクセルにドットを打
つことにより多角形の描画を行なうことを特徴とする多
角形の塗りつぶし描画方法。
【請求項２】前記位置データは、前記多角形の頂点を
表す位置データと該頂点間を結ぶ線分上の位置データと
からなり、（ａ）前記頂点を表す位置データは、前記分
割により得られる位置データの中から隣接する位置デー
タを一方向の順に三つ選択し、選択した位置データによ
って形成される隣接する二つのベトクルの外積が正、又
はベクトルのＹ成分の積が正となる場合の中央の位置デ
ータであり、（ｂ）前記頂点間を結ぶ線分上の位置デー
タは、前記線分が前記一方向上に存在しない場合の位置
データであることを特徴とする請求項１記載の多角形の
塗りつぶし描画方法。
【請求項３】前記一方向は、Ｘ軸方向である請求項
１，又は２記載の多角形の塗りつぶし描画方法。