(57)【要約】【課題】残像が消えるまでの時定数が異なるような複数のオブジェクトを描画する場合でもメモリの使用量を削減でき、かつ、処理を簡素化することのできる画像生成装置を得る。【解決手段】比較処理部２３２は、デスティネーションデータの画素を構成する不透明度と、赤、緑、青といった色の要素の値を、演算装置１００から設定された値と比較する。ブレンド処理部２３４は、比較処理部２３２の比較結果に基づいて、演算装置１００で設定されたピクセルデータのブレンド処理を行い、フレームバッファ３００に新たに書き込むピクセルデータを生成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画命令と任意の設定条件とを発行する演算装置と、前記描画命令に基づいて、ピクセルデータを生成する描画装置と、前記ピクセルデータを保存する記憶装置とを備え、
前記描画装置は、
前記記憶装置に記憶されたピクセルデータの少なくとも色の要素の値を前記演算装置から設定された値と比較する比較処理部と、
前記比較処理部の比較結果に基づいて前記演算装置で設定されたピクセルデータのブレンド処理を行い、前記記憶装置に新たに保存するピクセルデータを生成するブレンド処理部とを備えたことを特徴とする画像生成装置。
【請求項２】
描画装置は、描画するピクセルデータであるソースデータの不透明度を算出する不透明度算出処理部を備え、
ブレンド処理部は、比較処理部の比較結果に基づいてブレンドの方法を決定し、当該決定したブレンド方法で、前記ソースデータと、不透明度の値を有し、記憶装置に記憶されたピクセルデータであるデスティネーションデータとをブレンドすると共に、
前記ブレンド方法を演算装置から指定することを特徴とする請求項１記載の画像生成装置。
【請求項３】
不透明度算出処理部は、アンチエイリアスの有効／無効について選択し、ブレンド処理部は、前記アンチエイリアスの選択結果に基づいてブレンド処理を行うことを特徴とする請求項２記載の画像生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、レーダコンソールなどに使用されるＰＰＩ（Ｐｌａｎ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  ｓｃｏｐｅ）画面を生成する画像生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーダコンソールなどに使用されるＰＰＩ画面は、レーダの探査針とレーダで検知された物体の輝点などを表示する。探査針が進むにつれて、表示されたオブジェクトは徐々に輝度を落として、残像が残るような表現をする。このような残像を汎用のグラフィックス描画装置で表現する際には、１つ前の画面で輝度を落として、矩形転送を行い、この上に新たに探査針や輝点を描画する方法を行っている。ただし、輝点と探査針の残像が消えていくまでの時定数が異なるために、従来では、探査針と輝点で異なるフレームバッファを用意し、２つのフレームバッファを合成することで最終画像を得ていた。
【０００３】
また、画面上にオブジェクトを描画しようとしたとき、デジタルな表示機において、ピクセルよりも細かく色を描画できないため、輪郭にジャギーとよばれるギザギザが見えてしまう。これを抑制するために輪郭に背景と融合するように、色を滑らかに変化させるアンチエイリアスと呼ばれる処理を行っている。アンチエイリアスのぼかし具合は各ピクセルの透明具合を示すアルファビットを用いて、背景色と色をブレンドしている。このとき、アンチエイリアスを実施するのは輪郭の部分のみであり、輪郭以外の部分でのアンチエイリアスを防ぎ、適切なアルファビットの値を決定する手法として、透明なフレームバッファ上にアンチエイリアスなしのオブジェクトを描画して、描画終了後にピクセルデータ１つ１つについて周囲のピクセルデータを比較し、透明なピクセルがいくつあるかを数えることによって、アンチエイリアスのアルファビットを決定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０９８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＰＰＩ画面のように残像が残るようなオブジェクトを描画するとき、輝度を落とした矩形転送を繰り返す手段が使用されるが、従来では、ＰＰＩ画面の輝点と探査針のように残像が消えるまでの時定数が異なるオブジェクトを描画するには、輝点と探査針それぞれについてフレームバッファを用意した上で、最後に矩形転送によって、画像を合成することで最終画像を得ており、１度の描画に際して、３回の矩形転送と２つのフレームバッファが必要であった。
【０００６】
また、ジャギーを制御するために必要なアンチエイリアスの有無の制御は、描画先のフレームバッファが透明でなくてはならないという問題点があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、残像が消えるまでの時定数が異なるような複数のオブジェクトを描画する場合でもメモリの使用量を削減でき、かつ、処理を簡素化することのできる画像生成装置を得ることを目的とする。
【０００８】
また、透明なフレームバッファを前提とすることなくアンチエイリアスの有効／無効の制御を行うことができる画像生成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る画像生成装置は、描画命令と任意の設定条件とを発行する演算装置と、描画命令に基づいて、ピクセルデータを生成する描画装置と、ピクセルデータを保存する記憶装置とを備え、描画装置は、記憶装置に記憶されたピクセルデータの少なくとも色の要素の値を演算装置から設定された値と比較する比較処理部と、比較処理部の比較結果に基づいて演算装置で設定されたピクセルデータのブレンド処理を行い、記憶装置に新たに保存するピクセルデータを生成するブレンド処理部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の画像生成装置は、記憶装置に記憶されたピクセルデータの少なくとも色の要素の値を演算装置から設定された値と比較し、その比較結果に基づいて演算装置で設定されたピクセルデータのブレンド処理を行い、記憶装置に新たに保存するピクセルデータを生成するようにしたので、残像が消えるまでの時定数が異なるような複数のオブジェクトを描画する場合でも一つのフレームバッファで対応することが可能で、メモリの使用量を削減することができると共に処理を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１による画像生成装置と表示装置とを示す構成図である。
【図２】アンチエイリアスの説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１による画像生成装置の構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１による画像生成装置における比較処理、不透明度算出処理、ブレンド処理の組み合わせを示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１による画像生成装置におけるＰＰＩ画面の説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１による画像生成装置における探査針のみを画面に描画する際の手順を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１による画像生成装置におけるアンチエイリアスの制御を行って探査針を描画した場合の説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１による画像生成装置の探査針のピクセルデータを示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１による画像生成装置における探査針を１度だけ描画した場合の説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態１による画像生成装置における２回目の探査針描画を示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態１による画像生成装置における探査針描画を繰り返した場合を示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態１による画像生成装置における輝点と探査針を同一フレームバッファ内に描画する手順を示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態１による画像生成装置の輝点のピクセルデータを示す説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態１による画像生成装置で最終的に得られたＰＰＩ画面を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による画像生成装置と表示装置を示す構成図である。
図１に示す画像生成装置は、演算装置１００と描画装置２００とフレームバッファ（記憶装置）３００とを備え、表示装置４００が接続されている。演算装置１００は、描画装置２００に対して描画命令や、比較方法やブレンド方法といった任意の条件を指定するためのＣＰＵ等からなる装置である。描画装置２００は、演算装置１００からの描画命令に従ってピクセルデータを生成する装置であり、ラスタライザ部２１０、カバレッジ算出部２２０、ブレンド部２３０を備えている。
【００１３】
ラスタライザ部２１０は、演算装置１００からの描画命令を受けて、描画情報からピクセルデータに変換する。カバレッジ算出部２２０は、アンチエイリアスの不透明度を算出する。ブレンド部２３０は、ラスタライザ部２１０からのピクセルデータ（以後、ソースデータという）と、書き込み先のフレームバッファ３００のアドレスと、カバレッジ算出部２２０からカバレッジデータとを受け取り、既にフレームバッファ３００に書かれているピクセルデータ（以後、デスティネーションデータという）とでブレンドを行い、ピクセルデータを決定してフレームバッファ３００にピクセルデータを書き込む。
【００１４】
図２は、カバレッジデータについての説明図である。
カバレッジとは、ピクセル上にオブジェクトを描画する際に、オブジェクトの輪郭部分と背景が滑らかに見えるようにオブジェクトの輪郭部分の不透明度を保持するデータである。図２における数字は、カバレッジの値を示している。直線２０１を輪郭とするオブジェクトを描画した際に、輪郭付近では、カバレッジの値が０〜１００％の値をとる。
【００１５】
図３は、ブレンド部２３０の内部構成を含む画像生成装置の構成図である。
ブレンド部２３０は、デスティネーションデータ読み込み処理部２３１、比較処理部２３２、不透明度算出処理部２３３、ブレンド処理部２３４、色変換処理部２３５、フレームバッファ書き込み処理部２３６を備えている。
【００１６】
デスティネーションデータは、不透明度と、赤、緑、青などの色の要素から構成されており、デスティネーションデータ読み込み処理部２３１では、まさに書き込もうとしているピクセルのデスティネーションデータをフレームバッファ３００から読み出す。比較処理部２３２では、デスティネーションデータの画素を構成する要素（不透明度、赤、緑、青）の値について、比較処理を行う。比較する値（条件）は、演算装置１００より指定することができ、色の要素ごとに比較値および比較方法を指定できる。
【００１７】
不透明度算出処理部２３３では、ソースデータの不透明度を決定する。ソースデータの不透明度は、カバレッジデータとソースデータの不透明度の積となる。ブレンド処理部２３４では、比較処理部２３２における比較処理の結果を元にブレンドの方法を決定し、ソースデータとデスティネーションデータとのブレンド処理を行う。ブレンドの方法は、演算装置１００より指定することができる。
【００１８】
不透明度算出処理部２３３およびブレンド処理部２３４にて使用するソースデータは、事前に色変換処理部２３５において色変換が行われる。色変換処理部２３５における色変換処理とは、ピクセルデータの各要素について、加算値、乗算値を指定し、色味を変化させる処理である。
【００１９】
フレームバッファ書き込み処理部２３６では、ブレンド処理部２３４におけるブレンド処理によって決定したピクセルデータをフレームバッファ３００に書き込む。
【００２０】
比較処理部２３２〜ブレンド処理部２３４における比較処理、不透明度算出処理、ブレンド処理のそれぞれで、選択できる組み合わせについて示した例を図４に示す。比較処理の結果より、不透明度算出処理とブレンド処理の方法を選択できる。不透明度算出処理では、アンチエイリアスの有効／無効を別途選択できる。
当然、図４の処理以外の組み合わせも可能である。
【００２１】
このように、ブレンド部２３０では、デスティネーションデータのピクセル値によって、ピクセルごとにブレンドの方法を指定することができる。
【００２２】
図５は、ＰＰＩ画面の構成図である。
探査針２４１は一定の周期で回転しており、探査針２４１が通り過ぎた直後のあたりは探査針の残像が残ったような表現がなされる。レーダによって探知された物体はＰＰＩ画面上で輝点として表現され、探査針２４１が通ると輝点の位置が更新される。輝点は、探査針２４１が通り過ぎたしばらく後でも表示され続ける。このように、探査針２４１と輝点とでは、残像が減衰するまでの時定数が異なることとなる。
【００２３】
図６は、残像のついた探査針を表現するための処理の流れを示した図である。
ブレンド方法指定（ステップＳＴ１０）では、不透明度算出処理部２３３とブレンド処理部２３４では、ソースデータを選択する。比較処理部２３２における比較結果で、デスティネーションデータの不透明度が１０％未満の場合には、アンチエイリアスを有効とし、１０％以上のときは、アンチエイリアスを無効とする。
【００２４】
図７は、探査針を徐々に回転させて描画している図である。現在の探査針の位置に描画する探査針２４２にアンチエイリアスを有効にして描画しようとした際、残像方向のアンチエイリアスは無効とし、探査針の進行方向のみアンチエイリアスを有効とする。この効果によって、背景との境目では、アンチエイリアスが有効となり、ジャギーが抑制され、残像の方では、アンチエイリアスによる余分なピクセル描画を抑制できる。
【００２５】
色変換指定（ステップＳＴ１１）により、色変換を等倍の変化なしとする。
【００２６】
探査針描画（ステップＳＴ１２）では、現在の探査針の位置に探査針を描画する。
【００２７】
探査針のピクセルデータは不透明度：１００％、赤：０％、緑：１００％、青：０％の緑色であり、アンチエイリアスが有効な探査針２４３のピクセルデータは図８のようになっている。
【００２８】
ブレンド方法指定（ステップＳＴ１３）において、ブレンドの方法をアルファブレンディングとして、フレームバッファ３００に書き込む不透明度の値はソースデータの不透明度の値とする。
【００２９】
色変換指定（ステップＳＴ１４）は、ソースデータの色を変換する係数を決定する。この例では、不透明度：−５％、赤：等倍、緑：等倍、青：等倍と設定する。
【００３０】
矩形転送（ステップＳＴ１５）を同じフレームバッファ３００に対して実行する。色変換が有効となり、フレームバッファ３００のデータは色変換によって、不透明度が９５％となる。
【００３１】
図９〜図１１は、図６の流れに沿って残像のついた探査針を描画した図である。図９は探査針２５１を１度だけ描画した状態である。図１０は、図９の状態から透明度を落として矩形転送した上に、少し角度を進めた探査針２５２を描画した図である。図９で描画した探査針は、透明度を下げて、矩形転送することで、残像２５３として、表現される。図１１は、図６のプロセスを繰り返したときの図である。
このように、図６に示したプロセスを繰り返すことで、残像のついた探査針を描画することができる。
【００３２】
図９の探査針のみのＰＰＩ画面に輝点を描画しようとするとき、前述の方法では、減衰の時定数が探査針と同じになってしまい時定数の異なる減衰を表現することができない。そこで、本発明では、デスティネーションデータの画素を構成する要素（不透明度、赤、緑、青）それぞれを描画の判定条件とすることで、探査針と輝点との描画を選択的に実行する。図１２に、本発明を利用して探査針と輝点を同時にＰＰＩ画面に描画する手順について示す。
【００３３】
ブレンド方法指定（ステップＳＴ２０）において、ブレンドの条件で不透明度１０％未満の場合には、不透明度を加算、ブレンドをソース、アンチエイリアスを有効とし、不透明度１０％以上の場合には、不透明度を加算、ブレンドをデスティネーション、アンチエイリアスを無効とする。
【００３４】
色変換指定（ステップＳＴ２１）において、色変換を等倍とし、色変換を無効にする。
【００３５】
探査針描画（ステップＳＴ２２）において、探査針を描画する。
【００３６】
ブレンド方法指定（ステップＳＴ２３）において、不透明度算出および、ブレンドはアルファブレンドとし、アンチエイリアスを有効とする。
【００３７】
輝点描画（ステップＳＴ２４）において、現在の探査範囲で検出された輝点を描画する。
【００３８】
輝点のピクセルデータは不透明度：１００％、赤：１００％、緑：１００％、青：１００％の白色の輝点とする。輝点にはアンチエイリアスが有効となっており、輝点の周囲は図１３のようなピクセルデータとなる。
【００３９】
色変換指定（ステップＳＴ２５）を行う。色変換の設定は不透明度：−１％、赤：−１％、緑：−１％、青：−１％とし、徐々に暗い緑色に変化していくような色変換指定とする。
【００４０】
ブレンド方法指定（ステップＳＴ２６）において、ブレンドの条件で赤３０％未満の場合には、不透明度をデスティネーションデータ、ブレンドをデスティネーションデータ、アンチエイリアスを無効とし、赤３０％以上の場合には、不透明度をアルファブレンド、ブレンドをアルファブレンド、アンチエイリアスを無効とする。
【００４１】
矩形転送（ステップＳＴ２７）を同じフレームバッファ３００に対して実行し、赤色３０％以上含む輝点ピクセルのみ選択されて、矩形転送が行われ、色変換によって、色が薄くなった上で、背景画像とアルファブレンドした輝点が描画される。
【００４２】
ブレンド方法指定（ステップＳＴ２８）において、ブレンドの条件で赤３０％未満の場合には、不透明度をソースデータ、ブレンドをソースデータ、アンチエイリアスを有効とし、赤３０％以上の場合には、不透明度をデスティネーションデータ、ブレンドをデスティネーションデータ、アンチエイリアスを無効とする。
【００４３】
色変換指定（ステップＳＴ２９）を行う。色変換の設定は不透明度：−５％、赤：等倍、緑：等倍、青：等倍とし、徐々に透明に変化していくような色変換指定とする。
【００４４】
矩形転送（ステップＳＴ３０）において、赤を３０％以上含まない探査針のみが選択されて、矩形転送が行われ、色変換によって、徐々に薄くなっていくような探査針が描画される。
以上の操作を繰り返した結果、描画されるＰＰＩ画面は、図１４のようになる。
【００４５】
このように、実施の形態１では、ＰＰＩ画面の描画について、輝点と探査針の描画を同一のフレームバッファ３００で描画することができ、メモリの使用量を削減できる。
【００４６】
また、同一のフレームバッファ３００内に輝点と探査針を描画することでＰＰＩ画面を構成する際に１回分の矩形転送を省略できる。
【００４７】
さらに、矩形転送の際にフレームバッファ３００への書き込みを選択的に行うことができるので、余分なデータ転送を削減することができ、高速に描画することができる。
【００４８】
また、ＰＰＩ画面以外においてもアンチエイリアスの有効／無効を制御することにより、ポリゴンの境界がアンチエイリアスによって、強調されて表示されてしまうことを防ぐことができる。
【００４９】
以上説明したように、実施の形態１の画像生成装置によれば、描画命令と任意の設定条件とを発行する演算装置と、描画命令に基づいて、ピクセルデータを生成する描画装置と、ピクセルデータを保存する記憶装置とを備え、描画装置は、記憶装置に記憶されたピクセルデータの少なくとも色の要素の値を演算装置から設定された値と比較する比較処理部と、比較処理部の比較結果に基づいて演算装置で設定されたピクセルデータのブレンド処理を行い、記憶装置に新たに保存するピクセルデータを生成するブレンド処理部とを備えたので、残像が消えるまでの時定数が異なるような複数のオブジェクトを描画する場合でも一つのフレームバッファで対応することが可能であり、メモリの使用量を削減することができると共に、処理の簡素化を図ることができる。
【００５０】
また、実施の形態１の画像生成装置によれば、描画装置は、描画するピクセルデータであるソースデータの不透明度を算出する不透明度算出処理部を備え、ブレンド処理部は、比較処理部の比較結果に基づいてブレンドの方法を決定し、決定したブレンド方法で、ソースデータと、不透明度の値を有し、記憶装置に記憶されたピクセルデータであるデスティネーションデータとをブレンドすると共に、ブレンド方法を演算装置から指定するようにしたので、ピクセルデータの不透明度に基づく描画制御を容易に行うことができる。
【００５１】
また、実施の形態１の画像生成装置によれば、不透明度算出処理部は、アンチエイリアスの有効／無効について選択し、ブレンド処理部は、アンチエイリアスの選択結果に基づいてブレンド処理を行うようにしたので、アンチエイリアスの有効／無効の制御において、描画先のフレームバッファが透明である必要がなく、アンチエイリアスの有効／無効の制御を容易に実現することができる。
【００５２】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  演算装置、２００  描画装置、２１０  ラスタライザ部、２２０  カバレッジ算出部、２３０  ブレンド部、２３１  デスティネーションデータ読み込み処理部、２３２  比較処理部、２３３  不透明度算出処理部、２３４  ブレンド処理部、２３５  色変換処理部、２３６  フレームバッファ書き込み処理部、３００  フレームバッファ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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