JPS58225473A - Clipping circuit of graphic display - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce the load of a CPU as well as to perform the processing at a high speed, by using the hardware to perform a clipping operation or an operation a coordinate region and therefore using the software only for designation of the operation. CONSTITUTION:An operator 3 has functions of multiplication/division and addition/subtraction and calculates the coordinates of intersections between the segments forming a pattern and a view board shaft. The coordinates of both start and end points of the calculated segments are stored in a data register 2. The output of the operator 3 is fed to storage parts 7 and 8 via multiplexers 5 and 6, and then the start and end points within the view board are obtained at the parts 7 and 8. Synchronously with this, the coordinate value in the register 2 is transferred to a CPU1. Then a linear interpolation is carried out, and a pattern, etc. is drawn on a display 20.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コンピュータの制御により表示器上へ図形な
どをディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）する装置において
、表示器のビューボートを中心の座標区域として図形が
のる平面を９個の区域に分割し、このビューボートから
はみ出た図形の部分をクリップする回路に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides an apparatus for displaying figures and the like on a display under the control of a computer. This relates to a circuit that divides a figure into areas and clips the portion of the figure that protrudes from the viewboard.

グラフィック（ｇｒａｐｈｉｃ）ディスプレイ装置は、
通常コンピュータ（以下単にＣＰＵと略す）の制御によ
り表示器（例えば陰極線表示管）上へ各種の図形を写し
出している。このような装置において、ＣＰＵは、図形
を構成する各線分座標を演算し、その座標値に基づいて
表示器を制御するわけであるが、図形の中には、表示器
の画面からはみ出るようなものもある。このように表示
器の画面上からはみ出し、ディスプレイされることのな
い図形の部分についてまで、その座標などをＣＰＵで演
算するのは、無駄なことである。従って、以上のように
、表示画面からはみ出した図形の部分は、クリップ処理
されることが好ましい。A graphic display device is
Usually, various figures are displayed on a display (for example, a cathode ray display tube) under the control of a computer (hereinafter simply abbreviated as CPU). In such devices, the CPU calculates the coordinates of each line segment that makes up the figure and controls the display based on the coordinate values. There are some things. It would be wasteful to use the CPU to calculate the coordinates of parts of graphics that extend beyond the screen of the display device and are never displayed. Therefore, as described above, it is preferable that the portion of the figure that protrudes from the display screen be clipped.

従来のクリップ処理は、ソフトウェアにより行っていた
が、この手段には、いくつかの欠点があるので、その欠
点を改善するために本発明は、なされたものである。Conventional clip processing has been performed by software, but this method has several drawbacks, and the present invention has been made to improve these drawbacks.

壕ず、第１図〜第３図を用いて、従来から行なわれてい
たクリップ処理を説明する。The conventional clipping process will be explained with reference to FIGS. 1 to 3.

第１図は、図形がのる平面を９個の座標区域に分割した
ところを示す図である。同図において、点線ｔ、〜ｔ４
　　で囲まれた部分（実線で描いた部分）をビューボー
トと称する。このビューボートは、通常、表示器の画面
領域を表わすが、表示器の画面の１部を区分して、その
１区分内に独立して図形を小さく表示する場合は、この
１区分が第１図で言うビューボートになる。いずれにし
ても、ビューボートから外れた図形の部分は、表示器上
に表示されない。そして、ビューボートに、’ｏｏｏｏ
’の２進数で表現された値を付け、その他、このビュー
ボートに隣接する８個の座標区域には、第１図に示すよ
うな２進数の値を付けることとする。　　゛例えば、ビ
ューボートの左側の区域は、′０００１＃であり、下側
の区域は、’０１００’である。この左側と下側で挾ま
れた斜め隣接の区域は、’０００１’と’０１００’の
論理和で得られる’０１０１’の２進数が付けられてい
る。また、ビューボートの平面上の位置及び大きさは、
第１図に示した、Ｃ５と０２の座標を与えることにより
定められる。FIG. 1 is a diagram showing a plane on which a figure is placed divided into nine coordinate areas. In the same figure, dotted lines t, ~t4
The part surrounded by (the part drawn with a solid line) is called the view boat. This viewboard usually represents the screen area of the display device, but if a part of the screen of the display device is divided and a small figure is displayed independently within that one division, this one division is the first It becomes a view boat as shown in the diagram. In any case, the portion of the figure that is outside the viewboard is not displayed on the display. And on the view boat, 'oooo
', and the other eight coordinate areas adjacent to this view boat are assigned binary values as shown in FIG. For example, the left area of the view boat is '0001#' and the lower area is '0100'. The diagonally adjacent area sandwiched between the left side and the bottom side is given the binary number '0101' obtained by the logical sum of '0001' and '0100'. In addition, the position and size of the view boat on the plane are as follows:
It is determined by giving the coordinates of C5 and 02 shown in FIG.

第２図は、始点をＡ、とし終点をＢ、とする直線を描い
た図である。同図において、点Ａ、とＢ１はどちらも、
ビューボートか、ら外れており、表示器には表示されな
い。第２図のような直線を図形処理するには、線分Ａ、
　Ａ、と線分ＢＩ　Ｂ！を取シ除　　゛く処理（クリッ
プ処理）を行ない、新たにＡ６を始点、Ｂ、を終点とす
る直線補間によシ、その図形処理がなされる。FIG. 2 is a diagram depicting a straight line with the starting point at A and the ending point at B. In the same figure, both points A and B1 are
It is out of the view boat and is not displayed on the display. To graphically process a straight line like the one shown in Figure 2, line segment A,
A, and line segment BI B! Then, the graphics processing is performed using linear interpolation with A6 as the starting point and B as the ending point.

以上のようなりリップ処理は、従来、ソフトウェアによ
って行なわれていた。第３図は、そのフローの一例を示
したものである。The lip processing described above has conventionally been performed by software. FIG. 3 shows an example of the flow.

このソフトウェアによるクリップ処理には、次の欠点が
ある。Clip processing using this software has the following drawbacks.

（イ）　クリップ処理に多くの処理時間を要し、高速性
に欠ける。(b) Clip processing requires a lot of processing time and lacks high speed.

（ロ）　ソフトウェアの設計に負担がかかる。(b) Software design is burdensome.

以上の点に鑑みて本発明は、なされたもので、その要旨
は、次の如くである。図形を構成する線分とビューボー
ト軸とのダ点座標を算出し新たな始点と終点を定める演
算器を備え、更にこの新たな始点と終点が属する座標区
域をノ・−ドクエアによって求めるようにし、ソフトウ
ェアの負担軽減と処理の高速化を図ったものである。The present invention has been made in view of the above points, and the gist thereof is as follows. It is equipped with an arithmetic unit that calculates the point coordinates of the line segments constituting the figure and the view boat axis and determines new starting points and ending points, and further calculates the coordinate area to which these new starting points and ending points belong using node squares. , which aims to reduce the burden on software and speed up processing.

以下図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below based on the drawings.

第４図は、本発明に係る図形表示装置のクリップ回路の
１例を示す図である。同図において、１はＣＰＵ、２は
データレジスタである。このデータレジスタ２には、表
示器上に描こうとする線分の始点座標（Ｘ、、Ｙ、）　
　と終点座標（Ｘ２．Ｙ、）　　とビューボートの位置
と大きさを定めるＣ１とＣ２の座標（υ１゜Ｖ２）と（
’Ｉ）Ｈ＋　ｔ）４　）とが書き込まれる。そして、こ
の座標値ｕ　１〜ｖ４　　とｘ、　、　ｙ、　＊　ｘ２
＊　ｙ２の初期値はＣＰＵ　１からの指令により決定さ
れる。線分の始点及び終点座標値Ｘ、　＠　Ｙ、ｌ　Ｘ
２１　Ｙ２　　は、後述する演算器で算出される毎に新
次に書き直されるものである。３は演算器であり、乗除
算演算部３１と加減算演算部３２とで構成される。５と
６はマルチプレクサであり、それぞれ４つのスイッチ素
子５１〜５４と６１〜６４とで構成される。これらの個
々のスイッチ素子（５１〜５４．６１〜６４）は、入力
し７ｔ２つの信号のうち一方を選択するような構成とな
っており、例えば、ゲート素子や半導体スイッチ素子な
どで形成される。マ次、マルチプレクサ５と６を構成す
る８個のスイッチ素子は、そのうちの１個のみが演算器
３からの信号を選択し、その他は後述する記憶部からの
信号を選択するように動作している。そして、このマル
チプレクサ５と６のスイッチ制御は、ＣＰＵＩからの信
号ＣＮＳとＣＮＥで行なわれる。７と８は記憶部であり
、例えばラッチやフリップフロップなどの１時記憶手段
で構成される。この記憶部７と８は、それぞれ４個の素
子（７２〜７４）と（８１〜８４）で形成されており、
これらは、上述したマルチプレクサ５と６の各スイッチ
素子と対応している。９と１０はゲートであり記憶部７
と８の内容をパスライン１３にのせるものである。１１
と１２は双方向の特性を有するバッファであ、９．２０
１１図形をディスプレイする表示器である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a clip circuit of a graphic display device according to the present invention. In the figure, 1 is a CPU and 2 is a data register. This data register 2 contains the starting point coordinates (X,, Y,) of the line segment to be drawn on the display.
and the end point coordinates (X2.Y,) and the coordinates of C1 and C2 that define the position and size of the view boat (υ1°V2) and (
'I)H+t)4) is written. Then, these coordinate values u 1 to v4 and x, , y, * x2
*The initial value of y2 is determined by a command from CPU 1. Line segment start point and end point coordinate values X, @ Y, l X
21 Y2 is rewritten to a new order every time it is calculated by an arithmetic unit, which will be described later. 3 is an arithmetic unit, which is composed of a multiplication/division operation section 31 and an addition/subtraction operation section 32. Numerals 5 and 6 are multiplexers, each consisting of four switch elements 51-54 and 61-64. These individual switch elements (51 to 54, 61 to 64) are configured to select one of the two input signals, and are formed of, for example, a gate element or a semiconductor switch element. Of the eight switching elements constituting the multiplexers 5 and 6, only one of them operates to select the signal from the arithmetic unit 3, and the others select signals from the storage section, which will be described later. There is. Switch control of multiplexers 5 and 6 is performed by signals CNS and CNE from the CPUI. Reference numerals 7 and 8 indicate storage units, which are comprised of temporary storage means such as latches and flip-flops. The storage units 7 and 8 are each formed of four elements (72-74) and (81-84),
These correspond to the respective switching elements of multiplexers 5 and 6 described above. 9 and 10 are gates and storage section 7
and 8 are placed on the path line 13. 11
and 12 are buffers with bidirectional characteristics, and 9.20
This is a display device that displays 11 figures.

以上のような構成の第４図回路の動作を詳述する。The operation of the circuit shown in FIG. 4 having the above configuration will be described in detail.

まずＣＰＵ１　からバッファ１１とパスライン１３など
を介し７てビューボートの位置及び大きさを定める座１
ｉＡｖ、〜ν４の値が送信され、これらは、データレジ
スタ２へ格納される。更に、ＣＰＵＩ　からは、表示し
ようとする図形の線分の始点と終点の座標値（Ｘ、、Ｙ
、）と（ｘ２．ｙ２）とが送信拝れ、これらは、データ
レジスタ２へ格納される。このＣＰＵ　１から送信され
た始点と終点は、第２図のＡ、（始点）とＢ、　（終点
）であったと仮定する。First, the seat 1 determines the position and size of the view boat from the CPU 1 via the buffer 11 and the path line 13.
The values of iAv, ~v4 are transmitted and these are stored in data register 2. Furthermore, from the CPUI, the coordinate values (X, Y
, ) and (x2.y2) are transmitted and stored in the data register 2. Assume that the starting point and ending point sent from this CPU 1 are A, (starting point) and B, (ending point) in FIG.

本発明のクリップ回路においては、線分の始点と終点と
が、第１図で説明した９個の座標区域のどれに属してい
るかをハードウェア的に算出するようにしている点が一
つの特徴となっている。すなわち、演算器３により、始
点と終点の座標区域を算出しているが、その動作は、次
の如くである。One feature of the clipping circuit of the present invention is that hardware calculates to which of the nine coordinate areas explained in FIG. 1 the starting point and ending point of a line segment belong. It becomes. That is, the coordinate area of the starting point and the ending point is calculated by the calculator 3, and its operation is as follows.

始点Ａ、の座標区域を検出するには、まず、始点Ａ、が
ビューボート軸ｔ、の右又は左にあるかを演算器３によ
り算出する。第２図の場合、Ａ。To detect the coordinate area of the starting point A, first, the calculator 3 calculates whether the starting point A is on the right or left of the viewport axis t. In the case of Figure 2, A.

は軸ｔ、の左にあり、この時演算器３の出力は′１Ｎ　
となるように定められている。そして、この軸ｔ、との
比較結果（演算器３の出力１１′）は、マルチプレクサ
５のスイッチ素子５１を介して記憶部の素子７１に格納
される。マルチプレクサの他のスイッチ素子は皆第４図
のような接点に接続されており、軸ｔ、との比較結果は
、記憶部の素　　　　１子７１のみに格納される。なお
、他の記憶部の素子は、予め、その内容をクリアされて
いる。is on the left of the axis t, and at this time the output of the arithmetic unit 3 is '1N
It is determined that The result of comparison with this axis t (output 11' of the arithmetic unit 3) is stored in the element 71 of the storage section via the switch element 51 of the multiplexer 5. All other switch elements of the multiplexer are connected to the contacts as shown in FIG. 4, and the comparison result with axis t is stored only in element 1 71 of the storage section. Note that the contents of the other memory elements are cleared in advance.

次にＡ、が軸ｔ、の右又は左にあるかを算出する。第２
図の場合、Ａ、Ｆｉ軸ｔ２の左にあり、この時演算器３
の出力は′０′　となる占うに定めら。Next, it is calculated whether A is on the right or left of axis t. Second
In the case of the figure, A is on the left of the Fi axis t2, and at this time the arithmetic unit 3
The output of is assumed to be '0'.

れている。そして、この場合はマルチプレクサ５のスイ
ッチ素子５２を介して記憶部７の素子７２へ′０“　が
格納される。なお、この場合、スイッチ素子５１は記憶
部７からの信号側へ切り換えられているので、記憶部の
素子７１の内容は、先程格納した状態を保持し続ける。It is. In this case, '0'' is stored in the element 72 of the storage unit 7 via the switch element 52 of the multiplexer 5. In this case, the switch element 51 is switched to the signal side from the storage unit 7. Therefore, the contents of the storage element 71 continue to maintain the previously stored state.

次にＡ、が軸ｔ３の上又は下にあるかを算出する。第２
図の場合、Ａ１　は軸ｔ、の下にあり、この時演算器３
の出力は１１′　となるように定められている。この演
算器３の出力は記憶部の素子７３へ格納される。Next, it is calculated whether A is above or below the axis t3. Second
In the case of the figure, A1 is below the axis t, and at this time the computing unit 3
The output of is set to be 11'. The output of this arithmetic unit 3 is stored in the element 73 of the storage section.

同様にしてＡ、が軸ｔ４の上又は下にあるかを算出し、
その結果′０＃　を記憶部の素子７４へ格納する。Similarly, calculate whether A is above or below the axis t4,
The result '0#' is stored in element 74 of the storage section.

従って、記憶部７には’０１０１　’　　の座標区域を
示す付号が形成されることとなる。Therefore, a number indicating the coordinate area of '0101' is formed in the storage unit 7.

以上と同じ動作によシ終点Ｂ、の座標区域も記憶部８に
付号として形成される。By the same operation as above, the coordinate area of the end point B is also formed in the storage section 8 as a number.

上述の動作により％　　Ａ、　　とＢ、は、ビューポー
）　’００００’の区域外にあることが判別でき、従ク
ーＣクリップ処理がなされる。By the above-described operation, it can be determined that %A, and B are outside the area of ``0000'' (viewpoint), and the secondary clip processing is performed.

クリップ処理は次の動作により行なわれる。まず、Ａ、
とＢ、を結ぶ直線と軸ｔ、との交点Ａ２の座標を演算器
３により求める。この関係を第５図に示し、演算式は、
（１）式のとうりである。Clip processing is performed by the following operations. First, A.
The coordinates of the intersection A2 between the straight line connecting B and B and the axis t are determined by the calculator 3. This relationship is shown in Figure 5, and the calculation formula is:
According to equation (1).

Ｉ＝Ｉ、＋（ｊ２−Ｉ、　）Ｘ（ｔ＋−Ｊ、）／（Ｊ２
−Ｊ、）　　・・・（１）従って乗除算演茸部３１と加
減算演算部３２とでＡ２　の座標を算出することができ
る。I=I, +(j2-I, )X(t+-J,)/(J2
-J, ) ... (1) Therefore, the coordinates of A2 can be calculated by the multiplication/division operation section 31 and the addition/subtraction operation section 32.

新しい始点であるＡ２の座標区域は上述と同じ要領で算
出され、記憶部７へ格納される。The coordinate area of A2, which is the new starting point, is calculated in the same manner as described above and stored in the storage unit 7.

しかじＡ２点もビューボート外であるため、更に軸ｔ、
と直線Ａ、Ｂ、−との交点Ａ３の座標を演算器３により
算出する。そして、この更に新しい始点Ａ、は、第２図
に示す如く座標区域が’　ｏｏｏｏ　’でありビューボ
ート内にある。この始点、Ａｓの座標値は演算器３によ
り出力され、データレジスタ２内に書き込まれる。Since point A2 is also outside the view boat, the axis t,
The arithmetic unit 3 calculates the coordinates of the intersection point A3 between and the straight lines A, B, and -. As shown in FIG. 2, this newer starting point A has a coordinate area of 'oooo' and is located within the view boat. The coordinate values of this starting point, As, are output by the arithmetic unit 3 and written into the data register 2.

上述と同じ動作により終点Ｂ、の座標も算中され、デー
タレジスタ２内に書き込まれるとともに、記憶部８の付
号も’ｏｏｏｏ’　　となる。By the same operation as described above, the coordinates of the end point B are also calculated and written into the data register 2, and the number in the storage section 8 is also changed to 'oooo'.

このように２つの記憶部７と８の内容がゝｏｏｏｏ　’
すなわち、ビューボート内に位置する始点と終点が得ら
れると、これに同期して、データレジスタ２内の座標値
（Ｘ、、Ｙ、）と（Ｘ２１Ｙ２）の値がＣＰＵ１へ転送
され、その後、始点Ａ、、終点Ｂ、とする直線補間がな
され、表示器２０上に描かれる。In this way, the contents of the two storage units 7 and 8 are
That is, when the starting point and ending point located in the view boat are obtained, the coordinate values (X,, Y,) and (X21Y2) in the data register 2 are transferred to the CPU 1 in synchronization with this, and then, Linear interpolation is performed with starting point A, ending point B, and drawn on the display 20.

なお、以上の説明では、座標区域を表わす付号として、
具体的付号を用いて説明したが、上述の付号やビット数
に限定するものでないことは明らかである。In addition, in the above explanation, the subtitles representing the coordinate area are
Although the description has been made using specific numbers, it is clear that the present invention is not limited to the above-mentioned numbers or number of bits.

以上述べたように、本発明によれば、ハードウェアによ
りクリップ演算や座標区域の演算を行なうため、ソフト
ウェアは、演算の指定のみでよくＣＰＵの負担が軽減さ
れる。また、処理の高速化も実現で籾る。As described above, according to the present invention, since the clip calculation and coordinate area calculation are performed by hardware, the software only needs to specify the calculation, and the load on the CPU is reduced. It will also help speed up processing.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図〜第３図は従来から行なわれているクリップ地理
を説明するための図、第４図は本発明に係る図形表示装
置のクリップ回路の１例を示す図、第５図Ｆｉ（１１式
の関係を示す図である。 ｌ・・・ＣＰＵ、２・・・データレジスタ、３・・・演
算器、５．６・・・マルチプレクサ、７．８・・・記憶
部、９゜１０・・・ゲート、１１．．１２・・・バッフ
ァ、２ｏ・・・表示器。 第　ｌ　図　　　　　　　　茅　２　図第　３　　口 第　　４　　ｍ1 to 3 are diagrams for explaining conventional clipping geography, FIG. 4 is a diagram showing an example of a clipping circuit of a graphic display device according to the present invention, and FIG. It is a diagram showing the relationship between formulas. l...CPU, 2...Data register, 3...Arithmetic unit, 5.6...Multiplexer, 7.8...Storage unit, 9°10. ...Gate, 11..12...Buffer, 2o...Display device.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）　　コンピュータの制御により表示器上へ図形を
表示するにあたり、表示器のビューボートを中心の座標
区域として図形がのる平面を９個の区域に分割し、この
ビューボートからはみ出た図形の部分をクリップする回
路において、乗除算及び加減算の機能を有し前記図形を
構成する線分とビューボート軸との交点座標を算出する
演算器と、前記算出された線分の始点と終点の座標をメ
モリするデータレジスタと、各ビューボート軸に対する
前記始点と終点の上下左右の位置情報を前記演算器から
導入しこの始点と終点が属する座標区域をメモリする１
時記憶手段と、前記演算器からの出力を順に前記１時記
憶手段に導入するマルチプレクサと、を備え、 前記１時記憶手段に格納された線分の始点と終点の属す
る座標区域がビューポー・）を示す座標区域となった時
に、前記データレジスタに記憶されている線分の始点座
標と終点座標をＣＰＵへ送るようにしたクリップ回路。(1) When displaying a figure on a display under computer control, the plane on which the figure rests is divided into nine areas with the viewboard of the display as the center coordinate area, and the figure that protrudes from the viewboard is divided into nine areas. In a circuit for clipping a portion, a computing unit having multiplication/division and addition/subtraction functions and calculating the coordinates of the intersection of the line segments constituting the figure and the view boat axis, and the coordinates of the start and end points of the calculated line segments. and a data register for storing the coordinate area to which the starting point and the ending point belong by inputting the vertical and horizontal positional information of the starting point and ending point for each view boat axis from the computing unit.
and a multiplexer that sequentially introduces the output from the arithmetic unit into the primary storage means, and the coordinate area to which the starting point and end point of the line segment stored in the primary storage means belong is a viewport. A clipping circuit configured to send starting point coordinates and ending point coordinates of a line segment stored in the data register to a CPU when the coordinate area is reached. （２）　　前記１時記憶手段を線分の始点用と終点用の
２つに分けて構成したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のクリップ回路。(2) The clip circuit according to claim 1, wherein the temporary storage means is divided into two parts, one for a starting point and one for an end point of a line segment.