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JPH01200481A - Picking method for three-dimensional graphic - Google Patents

Picking method for three-dimensional graphic

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Publication number
JPH01200481A
JPH01200481A JP63023713A JP2371388A JPH01200481A JP H01200481 A JPH01200481 A JP H01200481A JP 63023713 A JP63023713 A JP 63023713A JP 2371388 A JP2371388 A JP 2371388A JP H01200481 A JPH01200481 A JP H01200481A
Authority
JP
Japan
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buffer
value
graphic
gpu
values
Prior art date
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Granted
Application number
JP63023713A
Other languages
Japanese (ja)
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JP2660707B2 (en
Inventor
Masaji Ishikawa
正司 石川
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Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To quickly pick a three-dimensional graphic as a program of a graphic processor GPU by using a hardware for comparing a Z value which is outputted from the GPU and a Z value in a Z buffer, and applying interruption to the GPU, when they are coincided and informing it. CONSTITUTION:An operator instructs one point on the display surface by using a pointing device, by which XY coordinate positions are shown. Subsequently, a Z comparison control part 3 leaves only a Z value of a Z buffer 6 of an address corresponding to these XY coordinate values (Xv, Yv), and clears all Z values of other coordinate positions. Next, a Z value which s generated from a GPU 1 and the Z value of the Z buffer 6 are compared, but in all other points, the Z value of the Z buffer 6 is larger, therefore, a control part 3 can execute a control so that write to a frame buffer FB 4 and the Z buffer 6 is not executed. In such a state, when coordinate positions which are outputted from the GPU 1 go to (Xv, Yv, Zv), the control part 3 detects the coincidence and applies the interruption to the GPU 1 through an interruption signal line 31, and informs that these coordinate position points show a graphic derived by a three- dimensional graphic.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は三次元図形情報(この明細書では図形・画像
を含めて図形という)を二次元の平面へ人間が理解し易
いような形で表示する三次元図形表示装置を用いて表示
面上に表示されている図形をビックする三次元図形のビ
ック方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] "Industrial Application Field" This invention converts three-dimensional graphic information (in this specification, "figures" include figures and images) into a two-dimensional plane in a form that is easy for humans to understand. The present invention relates to a method for surprising a three-dimensional figure displayed on a display surface using a three-dimensional figure display device.

「従来の技術」 三次元図形をブラウン管表示装置の表示面のような二次
元平面に表示する場合、図形に陰影を付けて表示したり
、隠面(線)除去(hidden−surface e
limination)を施して人間が理解しやずい形
で表示する。
"Prior Art" When displaying a three-dimensional figure on a two-dimensional plane such as the display surface of a cathode ray tube display, it is necessary to display the figure with shading or to remove hidden surfaces (lines).
display in a form that is easy for humans to understand.

第2図は従来の装置の一例を示すブロック図で図におい
て(1)はグラフィックプロセッサ(以下GPUと略記
する) 、(2)は図形データベース、(3)はZ比較
制御部、(4)はフレームバッファ(以下FBと略記す
る) 、(5)は表示装置(以下CRTと略記する) 
、(6)はZバッファである。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional device. In the figure, (1) is a graphic processor (hereinafter abbreviated as GPU), (2) is a graphic database, (3) is a Z comparison control unit, and (4) is a Frame buffer (hereinafter abbreviated as FB), (5) is a display device (hereinafter abbreviated as CRT)
, (6) is a Z buffer.

CRT (5)に表示すべき図形のデータは図形データ
ベース<2)に格納されている。例えば一つのポリゴン
(この場合、三次元内の一平面にある多辺形)をCRT
 (5)に表示する場合は、そのポリゴンの各頂点の座
標位置(CRT (5)の表示面に直角な方向をZ軸と
するXYZ直交座標に関する座標位置)と、そのポリゴ
ンを表示すべき輝度(B値、但しこの明細書でいうB値
はカラー表示の場合のカラー情報を含む)が格納されて
いる。GP U (1)はこのような形のデータを図形
データベース(2)から入力し、このポリゴンを(正確
に言えばこのポリゴンのXY平面上への投影を)ラスタ
ースキャン方式でCRT (5)に表示するB値を発生
してこれをF B (4)に書き込む。F B (4)
には各ピクセル(pixel 、最小単位画素)のXY
座標位置をアドレスとしてそのB値が書き込まれる。
Data of graphics to be displayed on the CRT (5) is stored in a graphics database <2). For example, one polygon (in this case, a polygon on one plane in three dimensions) can be transferred to a CRT.
(5), the coordinate position of each vertex of the polygon (coordinate position regarding the XYZ orthogonal coordinates with the Z-axis in the direction perpendicular to the display surface of the CRT (5)) and the brightness at which the polygon should be displayed. (B value, however, the B value in this specification includes color information in the case of color display) is stored. The GPU (1) inputs this type of data from the graphic database (2) and sends this polygon (to be precise, the projection of this polygon onto the XY plane) to the CRT (5) using a raster scan method. Generate the B value to be displayed and write it to F B (4). F B (4)
is the XY of each pixel (pixel, minimum unit pixel)
The B value is written using the coordinate position as an address.

例えば、ポリゴンの内部のB値がBl(例えば緑)、外
部のB値が0(黒)とすれば、ポリゴン内のXY座標位
置にはB1が、ポリゴン外のXY座標位置にはOが書き
込まれ、CRT(5)には緑色で塗りつぶされたポリゴ
ンが表示される。
For example, if the B value inside the polygon is Bl (for example, green) and the B value outside is 0 (black), B1 is written at the XY coordinate position inside the polygon, and O is written at the XY coordinate position outside the polygon. A polygon filled in green is displayed on the CRT (5).

隠面除去の表示をするにはZ比較制御部(3)において
Zバッファ(6)のデータを参照してF B (4)へ
の書き込みを実行する。Zバッファ(6)にはXY座標
位置をアドレスとしてZ値が格納されている。G P 
U (1)においてポリゴンのXY座標に対応するZ値
を算出し、これをZバッファ内の同一XY点のZ値と比
較し、後者の方が小さければ(但し左手座標系を想定す
る。以下同じ)、このポリゴンのその部分は既にF B
 (4)に格納されている他の図形の部分に隠れている
ことを意味するので、ポリゴンのこの部分はCRT(5
)に表示してはならないことを示している。GPU(1
)からのZ値と同一XY座標値におけるZバッファ内の
Z値の比較はZ比較制御部(3)で行い、このZ値の比
較においてZバッファ(6)内の2値よりポリゴン内の
Z値の方が小さいときだけ、その部分のポリゴンのB値
をF B (4)に書き込み、ポリゴンのZ値をZバッ
ファ(6)に書き込む。
To display hidden surface removal, the Z comparison control unit (3) refers to the data in the Z buffer (6) and executes writing to F B (4). Z values are stored in the Z buffer (6) using XY coordinate positions as addresses. G.P.
U In (1), calculate the Z value corresponding to the XY coordinates of the polygon, compare it with the Z value of the same XY point in the Z buffer, and if the latter is smaller (assuming a left-handed coordinate system. Below) same), that part of this polygon is already F B
(4) means that it is hidden by the part of another figure stored in the CRT (5).
) indicates that it must not be displayed. GPU (1
) is compared with the Z value in the Z buffer at the same XY coordinate value, and the Z value in the polygon is compared with the Z value in the Z buffer (6). Only when the value is smaller, the B value of the polygon in that part is written to F B (4), and the Z value of the polygon is written to the Z buffer (6).

ところで、CRT (5)上に表示されている図形をオ
ペレータがポインティング・デバイスで指示して、どの
図面が指示されたかを機械に認識させることは、マン・
マシン・コミュニケーション上しばしば用いられる機能
であり、ビックとよばれているが、従来のビックの方法
は多量のデータ処理を必要とし、従って長い時間がかか
ってマン・マシン・コミュニケーションとしては適して
いるとはいえなかった。即ち、従来のビックの方法はク
リッピング処理に基づいて実行され、表示面上で指示さ
れたXY座標と任意に設定したZ値によって定められる
点を含む直方体を想定し、図形データベース(2)に格
納されている三次元のポリゴンのデータと、この直方体
との交わり状態をチエツクし、交わればこのポリゴンの
データは指示されたデータである可能性が存在すると判
定する。
By the way, it is difficult for an operator to use a pointing device to indicate a figure displayed on a CRT (5) and for the machine to recognize which drawing is indicated.
This function is often used in machine communication and is called BIC, but the conventional BIC method requires a large amount of data processing and therefore takes a long time, making it unsuitable for man-machine communication. I couldn't say yes. That is, the conventional Bick method is executed based on clipping processing, assuming a rectangular parallelepiped containing points defined by XY coordinates specified on the display screen and arbitrarily set Z values, and storing it in the figure database (2). The state of intersection between the three-dimensional polygon data and this rectangular parallelepiped is checked, and if they intersect, it is determined that there is a possibility that the data of this polygon is the specified data.

このような処理を直方体のZ値を変化させながら総ての
ポリゴンのデータに対して行い、一つ以上のボオリゴン
と交わる直方体ではZ値の最小のものを選択し、同一Z
値で2以上のポリゴンが交わる場合は直方体の容積を小
さくして一つのポリゴンを選択した。
Such processing is performed on all polygon data while changing the Z value of the rectangular parallelepiped, and for rectangular parallelepipeds that intersect with one or more Booligons, the one with the smallest Z value is selected, and the same Z value is
When two or more polygons intersect, the volume of the rectangular parallelepiped is reduced and one polygon is selected.

「発明が解決しようとする課題J 以上のような従来の方法では、処理のためGPUに多く
の負荷をかけ多くの処理時間を必要とし、オペレータが
ビックしてからの応答が遅く、マン・マシン・コミュニ
ケーションとしては適するとはいえないという問題があ
った。
``Problems to be Solved by the Invention'' The conventional methods described above place a large load on the GPU for processing, require a large amount of processing time, are slow to respond after the operator starts, and are difficult for both man and machine. - There was a problem that it was not suitable for communication.

この発明はかかる課題を解決し、三次元図形のビックに
おいて、簡単なアルゴリズムで高速処理の可能な方法を
得ることを目的としている。
The purpose of the present invention is to solve this problem and provide a method that enables high-speed processing using a simple algorithm for three-dimensional figures.

「課題を解決するための手段」 この発明ではGPUの出力したZ値とZバッファ内のZ
値とを比較し、両者が一致したとき、このことをGPU
に割り込みをかけて知らせるハードウェアを使用してG
PUのプログラムとして実現した。
"Means for solving the problem" In this invention, the Z value output by the GPU and the Z value in the Z buffer are
When the values match, the GPU
using hardware that interrupts and informs G
This was realized as a PU program.

「作用」 オペレータがポインティング・デバイスで指示した点の
XY座標をアドレスとしてZバッファを読み出すと、指
示した図形のその点のZ値が得られるので、それと同一
の座標位置を含む三次元図形が指示した図形であり、こ
れはGPUがら出力するZ値との比較で検出することが
出来る。
"Operation" When the operator reads the Z buffer using the XY coordinates of the point indicated by the pointing device as an address, the Z value of that point of the indicated figure is obtained, so the three-dimensional figure containing the same coordinate position is indicated. This figure can be detected by comparing it with the Z value output from the GPU.

「実施例」 以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。第1
図はこの発明の一実施例を示すブロック図で、図におい
て第2図と同一符号は同一または相当部分を示し、(3
1)は割り込み信号線を表す。
"Embodiments" Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
The figure is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as in FIG. 2 indicate the same or corresponding parts.
1) represents an interrupt signal line.

ビック動作を行う場合、F B (4)には各ピクセル
の輝度がそのピクセルのXY座標位置に相当するアドレ
スに格納されており、CRT(5)はFB(4)の内容
を読み出して表示している。またXY座標点のZの値は
Zバッファ(6)のXY座標に対応するアドレス位置に
格納されている。
When performing a big operation, the brightness of each pixel is stored in FB (4) at an address corresponding to the XY coordinate position of that pixel, and CRT (5) reads and displays the contents of FB (4). ing. Further, the Z value of the XY coordinate point is stored in the address position corresponding to the XY coordinate of the Z buffer (6).

オペレータはポインティング・デバイスを使用して表示
面上の一点を指示する。これは、XY座標位置を指示し
たことになる。Z比較制御部(3)はこのXY座標位置
(X=Xv、Y=Yvとする)に対応するアドレスのZ
バッファ(6)の2値(Z=Zvとする)だけを残し他
の座標位置のZ値をすべてクリアする(最大とする)。
The operator uses a pointing device to point to a point on the display surface. This means that the XY coordinate position is specified. The Z comparison control unit (3) calculates the Z value of the address corresponding to this XY coordinate position (X=Xv, Y=Yv).
All Z values at other coordinate positions are cleared (maximized), leaving only the binary value (Z=Zv) in buffer (6).

次にZ比較制御部(3)は、G P U (1)から発
生したZ値とZバッファ(6)のZ値とを比較するが、
他の総ての点ではZバッファ(6)のZ値の方が大きい
ので、F B <4)やZバッファ(6)への書き込み
が行われないように制御することができる。GPU(1
)から出力された座標位置がX=Xv、Y=Yv、Z=
Zvとなった時、Z比較制御部(3)は一致を検出し割
り込み信号線(31)を経てGPU(1)へ割り込みを
かけ、この座標位置点を含む三次元図形が求める図形で
あることを知らせる。
Next, the Z comparison control unit (3) compares the Z value generated from the GPU (1) and the Z value of the Z buffer (6).
Since the Z value of Z buffer (6) is larger in all other respects, it is possible to control so that F B <4) and writing to Z buffer (6) is not performed. GPU (1
) The coordinate position output from X=Xv, Y=Yv, Z=
When Zv, the Z comparison control unit (3) detects a match and issues an interrupt to the GPU (1) via the interrupt signal line (31), confirming that the three-dimensional figure containing this coordinate position point is the desired figure. Let me know.

このようにして図形のビックが簡単に終了する。In this way, the graphic is easily completed.

この発明の方法はCADの分野において応答特性の良好
なマン・マシン・インタフェースを構築するときに有効
に応用できる。
The method of this invention can be effectively applied in the field of CAD when constructing a man-machine interface with good response characteristics.

「発明の効果」 以上のようにこの発明によれば、Z比較制御部からGP
Uへ割り込みをかけるという簡単な処理で、迅速に三次
元図形のビックを行うことができる。
"Effect of the Invention" As described above, according to the present invention, the GP
With the simple process of interrupting U, a three-dimensional figure can be quickly read.

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

第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は従来の方法に用いられる装置を示すブロック図。 (1)はGPU (グラフィックプロセッサ) 、 (
2)は図形データベース、(3)はZ比較制御部、(4
)はFB(フレームバッファ) 、(5>はCRT(表
示装置) 、(6)はZバッファ、(31)は割り込み
信号線。 なお、各図中同一符号は同一部分を示すものとする。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an apparatus used in a conventional method. (1) is GPU (graphics processor), (
2) is the figure database, (3) is the Z comparison control unit, (4
) is an FB (frame buffer), (5> is a CRT (display device), (6) is a Z buffer, and (31) is an interrupt signal line. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 図形データを格納する図形データベースと、この図形デ
ータベースから読み出した図形データを基にして表示装
置の表示面に直角な方向をZ軸とするXYZ直交座標に
関し当該図形(図形・画像を含み図形という)を構成す
る各ピクセル(最小単位画素)についてそのXY座標点
のZの値(以下Z値という)と輝度情報(以下B値とい
う)とを決定するグラフィックプロセッサと、XY座標
点の情報をアドレスとしてZ値を記憶するZバッファと
、XY座標点の情報をアドレスとしてB値を記憶するフ
レームバッファと、上記グラフィックプロセッサで決定
したZ値と上記Zバッファ内の同一XY座標位置におけ
るZ値とを比較し、この比較の結果に従い上記Zバッフ
ァ及び上記フレームバッファの内容を更新する手段と、
上記フレームバッファの内容を表示装置に表示する手段
とを有する三次元図形の処理装置を使用してオペレータ
がポインティング・デバイスにより上記表示面でそのX
Y座標位置を指示した図形がどの図形であるかを機械に
認識させる三次元図形のピック方法において、 オペレータがポインティング・デバイスにより指示した
点のXY座標をアドレスとして上記Zバッファを読み出
し、その点以外のすべてのアドレスにおけるZバッファ
の内容ををクリアする段階、上記グラフィックプロセッ
サが発生するすべての図形のZ値を上記Zバッファ内に
おける同一XY座標のZ値と比較し、一致した場合上記
グラフィックプロセッサに割り込みをかける段階、を備
えたことを特徴とする三次元図形のピック方法。
[Claims] Based on a graphic database that stores graphic data, and graphic data read from this graphic database, the graphic (graphic, A graphics processor that determines the Z value (hereinafter referred to as Z value) and brightness information (hereinafter referred to as B value) of the XY coordinate point of each pixel (minimum unit pixel) constituting a figure (including an image); A Z buffer that stores Z values using point information as addresses; a frame buffer that stores B values using XY coordinate point information as addresses; and a Z value determined by the graphic processor and the same XY coordinate position in the Z buffer. and means for updating the contents of the Z buffer and the frame buffer according to the result of this comparison;
Using a three-dimensional graphics processing device having means for displaying the contents of the frame buffer on a display device, an operator uses a pointing device to display the contents of the frame buffer on the display surface.
In a three-dimensional figure picking method that allows the machine to recognize which figure is the figure whose Y coordinate position is specified, the above Z buffer is read out using the XY coordinates of the point specified by the operator with the pointing device as an address, and all points other than that point are read out. The step of clearing the contents of the Z buffer at all addresses of the graphics processor compares the Z values of all graphics generated by the graphics processor with the Z values of the same XY coordinates in the Z buffer, and if they match, the graphics processor A method for picking a three-dimensional figure, comprising the step of applying an interrupt.
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