DE3821322A1 - Method of controlling a graphic output device - Google Patents

Method of controlling a graphic output device

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DE3821322A1 DE19883821322 DE3821322A DE3821322A1 DE 3821322 A1 DE3821322 A1 DE 3821322A1 DE 19883821322 DE19883821322 DE 19883821322 DE 3821322 A DE3821322 A DE 3821322A DE 3821322 A1 DE3821322 A1 DE 3821322A1
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    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/10Geometric effects
    • G06T15/20Perspective computation

Abstract

Method of controlling a graphic output device (PL, VS), in which surface data of at least one multiply curved surface is entered parametrically via an input device (E) into a control device (ST), and the surface data is prepared by differential geometry in such a way that output data for outstanding curves, i.e. contours, intersection lines and edges of the surface, is continuously generated, following their course, and stored in the curve file memory (DM), and continuously output, in relation to their visibility, as co-ordinate control signals (Ax, Ay; Su1, Sv1) and visibility control signals (DS, SZ). The requirement for memory and computer time is several times less, whereas the accuracy of the curves is high. The method is shown for different projection methods, for families of curves on the surface, and for several intersecting surfaces. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung zur Darstellung einer durch eine vorgegebene Parameterdarstellung im Raum und ggf. durch vorgegebene Randdaten bestimmte Fläche nach einer vorgegebenen Projektionsart auf eine parametrisch vorgegebene Projektionsebene, wobei aus den Flächenparametern, ggf. den Randdaten und den Projektionsparametern Koordinatenparameter und Sichtbarkeitsdaten von Projektionsbildpunkten von ausgezeichneten Kurven, nämlich einer Kontur, des Randes und/oder ggf. eines Selbstschnittes, erzeugt und bedarfsweise gesteuert zur grafischen Darstellung auf eine Ausgabevorrichtung ausgegeben werden.The invention relates to a method for controlling a graphic output device for displaying a by a predefined parameter representation in the room and, if necessary, by given edge data certain area after a given Projection type on a parametrically predetermined Projection plane, whereby from the area parameters, if necessary the Boundary data and the projection parameters coordinate parameters and visibility data of projection pixels from excellent curves, namely a contour, the edge and / or possibly a self-cut, generated and if necessary controlled for graphic display on a Output device are output.

Bei vorbekannten Verfahren werden die Daten von mehrfach gekrümmten Flächen, die auf einer Ebene abgebildet und grafisch dargestellt werden sollen, durch die Daten vieler, netzartig die Fläche deckender Teilflächen beschrieben. Wird dabei die Netzmaschenweite eng gewählt, so ist eine Gewinnung von grafischen Ausgabedaten von Kurven, die eine projektive Flächendarstellung unter Berücksichtigung der Sichtbarkeit ergeben, mit einer solchen Annäherung an die mathematisch theoretisch exakten Kurvendaten möglich, daß die Punkte des sich näherungsweise ergebenden Polygonzuges etwa der gewählten Linienstärke entsprechen. Dabei ergeben sich jedoch i.a. sehr hohe zu speichernde Punktzahlen und hohe Bearbeitungszeiten, da die Koordinaten der darzustellenden Punkte mittels langwieriger Sortierverfahren aus den Flächennetzdaten zu gewinnen sind. Aus diesem Grunde wird i.a. eine relativ große Netzmaschenweite gewählt, die nur eine grobe, sichtbar polygonartige Annäherung der Kurven ergibt. In previously known methods, the data is multiple curved surfaces that are mapped on one plane and to be graphically represented by the data of many the area covering partial areas is described in a network-like manner. Becomes the mesh size chosen is narrow, so is a recovery of graphical output data from curves that are projective Area display taking into account visibility result with such an approximation to the mathematical theoretically exact curve data possible that the points of the resulting approximate polygon about the selected Line thickness. However, this generally results in very high scores to be saved and long processing times, since the coordinates of the points to be displayed are by means of tedious sorting process from the area network data are winning. For this reason i.a. a relatively large one Mesh size chosen, which is only a rough, visible polygonal approximation of the curves results.  

Ein weiterer Nachteil ist es, daß die Koordinaten der darzustellenden Punkte in einer solchen Folge bei der Datenaufbereitung anfallen, die nicht dem Lauf der einzelnen darzustellenden Linien, sondern der Folge der Punkte jeweils gleicher Entfernung von der Bildebene entspricht. Somit ist ein weiterer Sortiervorgang der auszugebenden Koordinatendaten erforderlich, wenn eine x-y-gesteuerte Zeichenvorrichtung bei der Ausgabe zeitsparend in kurvenzugmäßiger Folge angesteuert werden soll. Auch zu einer Darstellung mit geänderter Projektionsart ist jeweils eine völlig neue zeitaufwendige Datenaufbereitung erforderlich.Another disadvantage is that the coordinates of the points to be displayed occur in such a sequence during data preparation, which does not correspond to the course of the individual lines to be displayed, but to the sequence of the points in each case the same distance from the image plane. A further sorting process of the coordinate data to be output is therefore required if an xy- controlled drawing device is to be activated in a time-saving sequence in a curve-shaped sequence during the output. A completely new time-consuming data preparation is also required for a display with a changed projection type.

Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung zu offenbaren, bei der die Datenhaltung einer Fläche im Raum und der Beschreibung von Kanten und Linien auf dieser Fläche relativ wenig Speicherplatz benötigt und bei der die grafischen Ausgabedaten von Linien und Kurven einer projektiven Flächendarstellung unmittelbar den Kurven oder Linien folgend und mit deren Sichtbarkeit bezeichnet erzeugt und gespeichert bzw. gesteuert ausgegeben werden.The object of the invention is a method for controlling a to disclose graphical output device in which the Data storage of an area in the room and the description of Edges and lines on this surface are relatively few Space required and where the graphical output data of lines and curves of a projective area display immediately following the curves or lines and with their Visibility means generated and saved or controlled be issued.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß in einem Suchteilverfahren, ausgehend von einem auf der Fläche liegenden Anfangspunkt, durch eine Quasi-Fußpunktprojektion auf eine der Kurven ein erster Kurvenpunkt und die ihm zugehörige Kurvenart durch Prüfung auf das Auftreten zu den Kontur-Rand- und/oder Selbstschnittpunkten zugehörigen, aus höheren Ableitungen der Flächenparameter geeignet gebildeten Sichtindizes und deren jeweils zugehörigen Gültigkeitskriterien ermittelt wird und dessen Parameter gespeichert werden, von dem ausgehend in einem ersten Folgeteilverfahren durch Bestimmung des der jeweiligen Kurve entsprechenden Sichtindex und Beachtung der zugehörigen Gültigkeitskriterien jeweils für auf der Fläche inkremental benachbarter Punkte die Ermittlung eines weiteren zur gefundenen Kurve gehörenden Punktes und Speicherung seiner Parameter in einer zugehörigen fortlaufenden Kurvendatei erfolgt, wonach dieses erste Folgeteilverfahren zyklisch sooft in Richtung des durch die zuvor gefundenen Kurvenpunkte gegebenen Kurvenverlauf wiederholt durchgeführt wird, bis eine Änderung des entsprechenden Sichtindex im Verlauf der Kurve festgestellt wird oder durch einen jeweils durchgeführten Prüfverfahrensschritt festgestellt wird, daß der zu untersuchende Punkt in einem jeweils vorgegebenen Toleranzbereich um den ersten Kurvenpunkt liegt, worauf das Suchteilverfahren mit veränderten Anfangsbedingungen, nämlich in anderer Richtung oder von einem zum Anfangspunkt beabstandeten Flächenpunkt als Startpunkt, erneut durchgeführt wird, wobei jeweils nach Auffinden eines Kurvenpunktes überprüft wird, ob dieser in dem Toleranzbereich um einen der bereits ermittelten Kurvenpunkte liegt, worauf ggf. das Suchteilverfahren erneut mit veränderten Anfangsbedingungen begonnen wird und andernfalls das erste Folgeteilverfahren fortlaufend ausgeführt wird und gleicherweise das Such- und erste Folgeteilverfahren so lange durchgeführt werden, bis alle ausgezeichneten Kurven gefunden und als Parameterfolgen gespeichert sind, wonach auf die Kurvendateien nacheinander jeweils ein zweites Folgeteilverfahren angewandt wird, indem deren Schnitte jeweils unter Berücksichtigung des Toleranzbereiches um die zuschneidende Kurve ermittelt werden und bezüglich der so gefundenen Schnittpunkte der dort zutreffende Sichtindex jeweils ermittelt wird, wonach, ausgehend von einer vorgegebenen Anfangssichtzahl eines vorgegebenen Ausgangspunktes, jeder ggf. durch Schnittpunkte begrenzten Kurvenkomponente die durch sukzessive Akkumulation der gefundenen Sichtindizes zwischen dem vorgegebenen Ausgangspunkt und der Kurvenkomponente zugehörig gebildete Sichtzahl zugeordnet und gespeichert wird, die gesteuert in Verbindung mit den zugehörigen Kurvendaten als Sichtbarkeitsdaten der zugehörigen Koordinatenparameter in der Projektionsebene ausgegeben wird.The solution to the problem is that in one Search submethod based on one on the surface lying starting point, through a quasi-base point projection on one of the curves a first curve point and that of him associated type of curve by checking the occurrence of the Contour edge and / or self intersection associated suitably higher derivatives of the area parameters Visual indices and their associated ones Validity criteria is determined and its parameters be saved, starting from which in a first Subsequent sub-process by determining the respective curve corresponding  View index and observance of the associated validity criteria each for points incrementally adjacent on the surface Determination of another one belonging to the curve found Point and storing its parameters in an associated Continuous curve file takes place, after which this first Subsequent sub-processes cyclically in the direction of the through the given curve points previously found is repeated until a change in corresponding visual index determined in the course of the curve is carried out or by one Test procedure step determines that the to examining point at a given point Tolerance range around the first curve point is whereupon that Search submethod with changed initial conditions, namely in another direction or from one to the starting point spaced surface point as the starting point, performed again is, each time after finding a curve point it is checked whether this is within the tolerance range around one of the already determined curve points, whereupon the Search sub-procedure again with changed initial conditions is started and otherwise the first subsequent sub-procedure is running continuously and the search and first subsequent sub-procedures are carried out until found all excellent curves and as parameter sequences are saved, after which on the curve files one after the other a second subsequent sub-procedure is used in each case by whose cuts take into account the Tolerance range around the cutting curve can be determined and with regard to the intersections found in this way applicable visual index is determined, according to which based on a predefined starting number of views given starting point, each by intersection if necessary limited curve component by successive accumulation  the visual index found between the given one Starting point and the curve component associated with formed View number is assigned and saved, which is controlled in Connection with the associated curve data as Visibility data of the associated coordinate parameters in the Projection plane is output.

Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens.The subclaims contain advantageous refinements of the Procedure.

Die darzustellenden Flächen werden durch formelmäßige Parameterdarstellungen vorgegeben. Sie können berandet, geschlossen und/oder selbstdurchdringend sein, und gestaltliche Einschränkungen brauchen nicht gemacht zu werden. Die Linien, die zur projektiven Darstellung einer Fläche dienen, sind die Projektion des Randes, der Kontur, des Selbstschnittes im Falle der Selbstdurchdringung, der Schnittlinien der Fläche mit anderen Flächen, z.B. Koordinatenflächen, und/oder auf der Fläche verlaufende, mathematisch zu beschreibende Linien. Das neuartige Verfahren erzeugt unmittelbar exakte Konturdaten sowie Daten der Flächenkurven, wobei darauf aufbauende fortlaufende Ergänzungen weiterer Flächenkurven jederzeit mit relativ geringem Rechenaufwand möglich sind. Weiterhin lassen sich die Daten für Darstellungen einer Fläche nach verschiedenen Projektionsverfahren, z.B. Parallelprojektion oder Zentralperspektive, nach den gleichen Verfahrensschritten bei nur abgewandelten Parametervorgaben erzeugen.The areas to be displayed are represented by formula Parameter representations specified. You can be bordered closed and / or self-penetrating, and figurative There are no restrictions. The lines, are used for the projective representation of a surface Projection of the edge, the contour, the self - cut in the In the case of self-penetration, the intersection of the surface with other surfaces, e.g. Coordinate surfaces, and / or on the Area running, mathematically to be described lines. The innovative method immediately generates exact contour data as well as data of the area curves Continuous additions of further area curves at any time relatively little computational effort are possible. Let continue data for representations of an area different projection methods, e.g. Parallel projection or central perspective, following the same process steps generate with only modified parameter specifications.

Mit dem Verfahren werden für gedachte Projektionsstrahlen jeweils nicht die Schnittkoordinaten mit der darzustellenden Fläche ermittelt, sondern nur die Zahl der Durchdringungen dieser Flächen durch den jeweiligen Projektionstrahl. Zur Bestimmung der Sichtbarkeit eines Flächenpunktes wird jeweils die Zahl der Durchdringungen eines gedachten Sehstrahles, der durch diesen Flächenpunkt verläuft, ermittelt, die zwischen diesem Flächenpunkt und dem gedachten Beobachter liegen. Diese Durchdringungsanzahl ist im folgenden die Sichtzahl genannt. In Flächenpunkten, die auf einer Kontur, einem Rand oder in einer Selbstdurchdringung liegen, ändert sich die Sichtzahl bei einem Übergang zu einem infinitesimal benachbarten Punkt jenseits der genannten Kurve ganzzahlig.The method is used for imaginary projection beams not the cutting coordinates with the one to be displayed Area determined, but only the number of penetrations of these areas through the respective projection beam. To The visibility of a surface point is determined in each case the number of penetrations of an imaginary visual ray,  that passes through this surface point, determines the between this surface point and the imagined observer lie. This number of penetrations is the following Visibility number called. In surface points that are on a contour, an edge or in a self-penetration changes the number of views during a transition to an infinitesimal neighboring point beyond the curve mentioned is an integer.

Derartige Sprünge der Sichtzahl, die eine für die Sichtbarkeit relevante Linie charakterisieren, werden hier als die Sichtindizes bezeichnet. Die verschiedenen Verfahrensschritte stützen sich auf die Erkenntnis der Umkehrung der Definition der Sichtindizes, daß nämlich die Sichtzahl jeweils in einem Flächenbereich, ausgenommen an einem Rand, an einer Kontur oder einer Selbstdurchdringung konstant ist. Man findet diese ausgezeichneten Kurven somit durch Ermittlung von Sichtindizes.Such jumps in visibility, one for visibility characterize relevant line here as the Visible indexes. The different process steps rely on the knowledge of the reversal of the definition the visual indices, namely the number of views in one Area, except on an edge, on a contour or self-penetration is constant. You can find them excellent curves by determining Visual indices.

Ausgehend von einem Punkt auf der Fläche, dessen Sichtzahl bekannt ist und so vorgegeben wird, wird in einem ersten Teilverfahren mit einem Suchverfahrensschritt ein Punkt einer Randlinie, einer Konturlinie oder einer Selbstschnittlinie ermittelt. Von diesem ersten Punkt aus wird dann in einem ersten Folgeverfahren die gesamte gefundene Linie, deren Verlauf folgend, ermittelt. In weiteren entsprechenden Suchteilverfahren und mit den nachfolgenden ersten Folgeteilverfahren werden dann nach und nach die weiteren flächenrelevanten Flächenkurven ermittelt und deren Daten fortlaufend gespeichert.Starting from a point on the surface, its visibility is known and is predetermined in a first Sub-procedure with a search procedure step a point one Edge line, a contour line or a self-cut line determined. From this first point, it then becomes one the first follow-up process, the entire line found, whose Following the course, determined. In other corresponding ones Search sub procedure and with the following first Subsequent sub-procedures then gradually become the others area-relevant area curves determined and their data saved continuously.

Aus dieser so gebildeten vollständigen Datenbasis der räumlichen Koordinaten der Flächenkurven werden auf Anforderung in einem zweiten Teilverfahren, wiederum einem Folgeteilverfahren, jeweils Daten für eine grafische Ausgabe bezüglich der Sichtbarkeit der Flächenkurven gemäß einer vorgegebenen Projektionsart und Lage einer Projektionsebene ermittelt, indem diesen Vorgaben gemäß die Kurvendaten in diesem Folgeteilverfahren auf ihre Lage zueinander durch Ermittlung ihrer Sichtzahl untersucht werden. Eine für einen Punkt bzw. ein Kurventeil ermittelte Sichtzahl "Null" führt dann jeweils zu einer Ausgabe der Projektionslinie zur Darstellung in sichtbarer Linienart, was i.a. mit voller Linienstärke geschieht. Bei anderen Sichtzahlen werden einer jeweiligen Vorgabe gemäß andersartige Linienarten gesteuert ausgegeben, und bedarfsweise wird die Sichtzahl zugeordnet abgespeichert.From this complete database of spatial coordinates of the surface curves are on Requirement in a second sub-procedure, again one Subsequent sub-process, each data for a graphic output  regarding the visibility of the surface curves according to a predefined projection type and position of a projection plane determined by the curve data in follow this sub-procedure on their position to each other Determination of their number of views to be examined. One for one Point or a part of the curve determined "zero" leads then to an output of the projection line Representation in a visible line type, which generally means with full Line width happens. With other view numbers one controlled according to the respective specification according to different line types output, and the view number is assigned if necessary saved.

Zu einem, dem zweiten Teilverfahren analogen Teilverfahren lassen sich ggf. vorgegebene weitere, beliebige Flächenkurven in bezug auf die Datenbasis der Koordinaten und der Sichtzahlen auf ihre Sichtbarkeit prüfen und zur Darstellung bringen, indem ihre Daten als eine Punktkoordinatenfolge dem zweiten Folgeverfahren unterworfen werden.To a sub-process analogous to the second sub-process If necessary, you can specify other, any surface curves in relation to the database of coordinates and the Check view numbers for their visibility and for display bring their data as a point coordinate sequence to the second follow-up procedure.

Das Suchteilverfahren und die beiden genannten Folgeteilverfahren beinhalten die fortlaufende Prüfung der Kurvendaten auf das Vorhandensein von Sprüngen, das heißt von Sichtindizes, in der Sichtzahl. Diese Sichtindizes einer gegebenen Fläche werden jeweils aus differentialgeometrischen Daten ermittelt, wozu die zweite Fundamentalform und einfacheren Größen erster Differentialordnung gebildet und analysiert werden.The search submethod and the two named Subsequent sub-procedures include the ongoing review of the Curve data on the presence of jumps, that is from Visual indices, in the visual number. These visual indices one given area are each made from differential geometric Data determined why the second fundamental form and simple sizes of first differential order formed and to be analyzed.

Im ersten Teilverfahren wird jeweils, ausgehend vom bekannten Flächenpunkt, in inkrementalen Schritten, die in ihrer Folge eine Flächenkurve bilden, fortschreitend nach den Flächenindizes gesucht und somit eine Sichtbarkeitsgrenze und Konturlinien, Randlinien oder Selbstdurchdringungslinien dem Flächenindex gemäß ermittelt. Im Falle, daß ein Rand oder Selbstschnittpunkte vorhanden sind, werden diese durch Analyse der Sichtindizes i.e. ermittelt.In the first part of the process, based on the known Area point, in incremental steps, that in its sequence form a surface curve, progressing to the Area indices searched and thus a visibility limit and Contour lines, border lines or self-penetration lines  determined according to the area index. In the event that an edge or Self intersection points exist, these are analyzed of the visual indices i.e. determined.

Das Verfahren wird durchgeführt unter Verwendung der Differentialgeometrie gemäß
(1) Walter, R. Differentialgeometrie. Bibl. Inst. Mannheim/ Wien/Zürich, B.I.-Wiss.-verlag 1978, i-iii u. 1-278 S.
(2) Walter, R. Compact Hypersurfaces with a Constant Higher Mean Curvature Function. Math. Ann. 270 (1985) 125-145.
The method is carried out using the differential geometry according to
(1) Walter, R. differential geometry. Bibl. Inst. Mannheim / Vienna / Zurich, BI-Wiss.-Verlag 1978, i-iii u. 1-278 p.
(2) Walter, R. Compact Hypersurfaces with a Constant Higher Mean Curvature Function. Math. Ann. 270 (1985) 125-145.

Gekürzt sind folgende mathematischen Grundlagen angegeben. Die betrachtete Fläche des dreidimensionalen Raumes R 3 sei lokal durch eine Parameterdarstellung mit den Parametern x, u, v gegeben:The following mathematical foundations are abbreviated. The area of the three-dimensional space R 3 under consideration is given locally by a parameter representation with the parameters x , u , v :

Hierbei sei eine offene Menge in dem zweidimensionalen Raum (Parameterebene) in R 2, der Parameterbereich A. Die Differentiationsklasse sei C; dies kann aber je nach Fragestellung erheblich reduziert werden. Die Abbildung x ist immersiv, d.h. überall vom Rang 2. Das Feld der Normaleneinheitsvektoren N ist entsprechend darzustellen: Here there is an open set in the two-dimensional space (parameter level) in R 2 , the parameter area A. The differentiation class is C ; depending on the question, this can be reduced considerably. The mapping x is immersive, that is, it is rank 2 everywhere. The field of the normal unit vectors N is to be represented accordingly:

Die Orientierung ist so getroffen, daßThe orientation is such that

[x u, xv, N ]< 0.[ x u , x v , N] <0.

Eckige Klammern [] bezeichnen hierbei und im folgenden die Determinante, spitze Klammern ⟨⟩ das Skalarprodukt, ein liegendes Kreuz im Kreis ⊗ das Vektorprodukt im gegebenen Raum R³.Square brackets [] designate here and in the following the determinant, angle brackets ⟨⟩ the dot product, a horizontal cross in a circle ⊗ the vector product in the given space R ³.

Die erste Fundamentalform I und die zweite Fundamentalform II der Fläche sind mit dem Differentialen des Orts- und des Normalenvektors dx, dN gebildet zuThe first fundamental form I and the second fundamental form II of the surface are formed with the differentials of the location and normal vectors d x , d N

I: = ⟨ dx ⊗ dx ⟩ ,I: = ⟨d x d x ⊗⟩,

II: = ⟨ dx ⊗ dN ⟩ .II: ⟨= d xN⟩ d.

Die Auswertung solcher Formen, z.B. der zweiten Fundamentalform II, in Punkt p mit den Koordinaten u und v, der Element des Parameterbereiches A ist, für zwei Tangentialvektoren µ, ν der Parameterebene R 2 im Punkt p wird ausführlich als II (p; µ, ν ) oder, abgekürzt, als II (µ, ν) geschrieben.The evaluation of such shapes, for example the second fundamental shape II, at point p with the coordinates u and v , which is the element of the parameter range A , for two tangential vectors µ , ν of the parameter level R 2 at point p is described in detail as II (p ; µ, ν ) or, abbreviated as II ( µ , ν ).

Nach dem theorema egregium lautet dort der Ausdruck für die Gaußsche Krümmung K : According to the theorema egregium, the expression for the Gaussian curvature K is :

wobei µ, ν zwei linear unabhängie Vektoren am betreffenden Punkt p der Parameterebene sind. Die Flächenkurvendaten für eine Parallel- bzw. Zentralprojektion einer gegebenen Fläche werden vorteilhaft gemeinsam analysiert, da die wesentlichen Ergebnisse bei beiden Projektionsarten sich nicht unterscheiden. Sind bei der Zentralprojektion das Zentrum a und ein Flächenpunkt x gegeben oder bezeichnet bei der Parallelprojektion der konstante Richtungsvektor den Sehstrahl a, so ergibt sich für den Richtungsvektor L der Flächenpunktewhere µ , ν are two linearly independent vectors at the relevant point p of the parameter level. The surface curve data for a parallel or central projection of a given surface are advantageously analyzed together, since the essential results do not differ between the two types of projection. If the center a and a surface point x are given for the central projection or if the constant direction vector denotes the visual ray a for the parallel projection , the surface points result for the direction vector L

Im Falle der Zentralprojektion ist Voraussetzung, daß kein Flächenpunkt in das Zentrum a fällt, und ferner auch, daß das Zentrum a niemals auf einem Sehstrahl zwischen zwei Flächenpunkten liegt. Als gemeinsame Darstellung für die Formel ist, unter Einführung eines Parameters δ zu schreiben alsIn the case of the central projection, it is a prerequisite that no surface point falls into the center a , and also that the center a never lies on a line of sight between two surface points. As a common representation for the formula is to write as introducing a parameter δ as

L = a - δ x , L = a - δ x ,

wobei der Parameter δ bei einer Parallelprojektion Null und bei einer Zentralprojektion Eins ist. Die Lage der Projektionsebene spielt bei der Sichtbarkeitsklärung keine Rolle.where the parameter δ is zero for a parallel projection and one for a central projection. The position of the projection plane plays no role in the clarification of visibility.

Auf der zu untersuchenden Fläche wird eine Sichtfunktion σ als ein Skalar R definiert: On the area to be examined, a visual function σ is defined as a scalar R :

σ: = ⟨ L,N ⟩ : AR . σ : = ⟨L , N⟩: AR.

Die Nullstellen dieser Sichtfunktion liefern diejenigen Flächenpunkte, deren Sehstrahlen tangential zur Fläche sind. Diese Flächenpunkte sind die sogenannten Konturpunkte. Die gesamte Kontur C einer Fläche wird durch die Nullstellenmenge der Sichtfunktion σ im Parameterbereich dargestellt:The zeros of this visual function provide those surface points whose visual rays are tangent to the surface. These surface points are the so-called contour points. The entire contour C of a surface is represented by the set of zeros of the view function σ in the parameter area:

C: = { (u, v)A | σ (u, v) = 0 } . C : = { (u, v)A | σ (u, v) = 0}.

Zu unterscheiden von der Kontur C ist die Menge x(C) der zugehörigen Flächenpunkte, die sog. wahre Kontur, sowie deren Bild in der auffangenden Projektionsebene, die sogenannte scheinbare Kontur.A distinction must be made between the contour C and the set x (C) of the associated surface points, the so-called true contour, and their image in the collecting projection plane, the so-called apparent contour.

Bei konvexen geschlossenen Flächen unterscheiden sich deren sichtbare und unsichtbaren Teile durch das Vorzeichen der Sichtfunktion σ für dieselben, und die Kontur C trennt diese Teile voneinander. Bei allgemeineren Flächen liegen die Verhältnisse komplizierter, jedoch spielt die Sichtfunktion σ auch dann noch eine wichtige Rolle zur Charakterisierung.In the case of convex closed surfaces, their visible and invisible parts differ by the sign of the visual function σ for them, and the contour C separates these parts from one another. For more general areas, the situation is more complicated, but the visual function σ still plays an important role in characterization.

Vorteilhaft wird im folgenden der Richtungsvektor eines Sehstrahles längs der Fläche in einen tangentialen und einen normalen Anteil zerlegt, wobei ein Vektorfeld L mit dem tangentialen Parameterbereich λ darzustellen ist als:In the following, the direction vector of a visual ray is advantageously divided along the surface into a tangential and a normal portion, a vector field L with the tangential parameter range λ being represented as:

L = (dx) ( λ ) + σ N . L = (d x) ( λ ) + σ N.

Diese Zerlegung ergibt sich wegen der Injektivität des Differentials dx durch skalare Multiplikation mit dem Normalvektor N. This decomposition is due to the injectivity of the differential dx by scalar multiplication with the normal vector N.

Eine Flächenkurve eines laufenden Kurvenparameters x ist gegeben durch:A surface curve of a running curve parameter x is given by:

(w) = x(u(w), v(w)) , (w) = x (u (w), v (w)) ,

wobei der Parameter w ein reelles Intervall durchläuft. Ein laufender Punkt c(w) ist dargestellt durch seine Koordinaten u und v:where the parameter w runs through a real interval. A running point c (w) is represented by its coordinates u and v :

c(w): = u(w), v(w)) . c (w) : = u (w), v (w)) .

Er beschreibt die entsprechende Kurve in der Parameterebene. Seine beiden Komponentenfunktionen u(w) und v(w) seien wiederum von der Klasse C oo. Die Einschränkungen von irgendwelchen Flächengrößen, die auf die Parameterebene A definiert sind, auf die Parameterpunkte c(w) der laufenden Kurve sind hier generell durch einen Querstrich bezeichnet, also z.B.It describes the corresponding curve in the parameter level. Its two component functions u (w) and v (w) are again of the class C oo . The restrictions of any area sizes, which are defined on parameter level A , on parameter points c (w) of the running curve are generally designated here by a dash, for example

(w): = x(c(w)), (w): = L(c(w)) usw. (w) : = x (c (w)), (w) : = L (c (w)) etc.

Ein Sehstrahl mit dem Sehstrahlparameter t durch den Flächenpunkt x(u,v) hat somit Parameterdarstellung eines Skalars R:A visual ray with the visual ray parameter t through the surface point x (u, v) thus has a parameter representation of a scalar R :

tx(u, v) + t L(u, v), tR . tx (u, v) + t L (u, v) , tR.

Aus diesen Betrachtungen ergibt sich die Sichtbarkeitsprüfung in folgender Weise: Ein Punkt des Sehstrahles, etwa x(u, v) + tL(u, v), liegt vor einem anderen seiner Punkte etwa x(u, v) + tL(u, v), falls t₁ größer als t₂ ist. The visibility test results from these considerations in the following way: A point of the visual ray, approximately x (u, v) + tL (u, v) , lies in front of another of its points approximately x (u, v) + tL (u, v) if t ₁ is greater than t ₂.

Es wird von folgenden einschränkenden Annahmen ausgegangen: Der Sehstrahl durch einenk Flächenpunkt x(u₀, v₀) besitze vor und einschließlich x(u₀, v₀) nur transversale Schnitte mit der Fläche; d.h. wann immer ein Sehstrahlparameter größer oder ungleich Null ist und ein zugehöriger Flächenpunkt dem Parameterbereich A angehört, gilt:
x(u₀, v₀) + tL(u₀, v₁) = x(u₁, v₁), so ist die Sichtfunktion σ ungleich Null. Dann gilt:
The following restrictive assumptions are made: The line of sight through a surface point x (u ₀, v ₀) has and only contains x (u ₀, v ₀) transverse cuts with the surface; ie whenever a visual ray parameter is greater or not equal to zero and an associated surface point belongs to parameter area A , the following applies:
x (u ₀, v ₀) + tL (u ₀, v ₁) = x (u ₁, v ₁), then the visual function σ is not equal to zero. Then:

  • - Es existieren nur endlich viele Schnittstellen dieses Sehstrahles vor und einschließlich im Punkt x(u₀, v₀) mit der Fläche, etwa n Stück.- There are only finitely many interfaces of this line of sight before and including at point x (u ₀, v ₀) with the surface, about n pieces.
  • - Es gibt eine Umgebung U vom Punkt (u₀, v₀) im Parameterbereich A, so daß für jedes Parameterpaar (u, v), das Element der Umgebung U ist, der Sehstrahl durch den Punkt x(u, v) ebenfalls genau n Schnittpunkte vor und einschließlich x(u, v) mit der Fläche besitzt.- There is an environment U from the point (u ₀, v ₀) in the parameter area A , so that for each pair of parameters (u, v) , the element of the environment U , the line of sight through the point x (u, v) is also accurate n has intersections before and including x (u, v) with the surface.

Anschaulich besagt dies, daß die Sichtzahl sich nicht ändert, solange am und vor einem laufenden Punkt nur transversale Schnitte seines Sehstrahles mit der Fläche stattfinden.This clearly shows that the number of views does not change, as long as on and before a running point only transversal Cuts of his visual ray take place with the surface.

Zur Ermittlung, wo die genannte Voraussetzung erfüllt ist und wo sie nicht erfüllt ist, dort liegt nämlich eine Kontur vor, werden verschiedene Sichtindizes D 1-D 6 geprüft, die im folgenden dargestellt sind.In order to determine where the stated requirement is met and where it is not fulfilled, namely because there is a contour, various visual indices D 1- D 6 are checked, which are shown below.

Das Vorliegen eines Konturpunktes C(w₀) mit dem Laufparameter w und mit dem Parameter w₀ wird mit Bildungen der zweiten Grundform II wie folgt geprüft:The existence of a contour point C (w ₀) with the running parameter w and with the parameter w ₀ is checked with formations of the second basic form II as follows:

  • (4.1) Falls die Sichtfunktion σ (c(w₀)) Null ist, werden gebildet: II (c(w)); (w), λ (c(w))) = Z 1, wobei der Tangentialvektor ist, der bezüglich des Wertes des Vektorfeldes λ ausgewertet wird.II (c(w): λ (c(w)), λ (c(w))) = N 1Falls Z 1 = 0 und N 1 = 0 wird der erste Sichtindex D 1 gebildet. er hat somit den Wert + oder - eins.(4.1) If the visual functionσ (c (w₀)) is zero educated: II(c (w));(w),λ (c (w))) =Z 1, where  the Is tangential vector which is related to the value of the Vector fieldλ is evaluated. II(c (w):λ (c (w)),λ (c (w))) =N 1 caseZ 1 = 0 andN 1 = 0 becomes the first view indexD 1 educated. it has the value + or - one.
  • (4.2) Falls die Sichtfunktion σ ungleich Null ist, dann ist x(w) + tL(w) = x(u₁, ν); t₀ ist größer Null und es werden ein Skalarprodukt und eine Grundform gebildet: ⟨ (w), N(u₁, v) ⟩ = Z 2
    II ((u₁, v); λ (u₁, v), λ (u₁, v)) = N 2Falls Z 2 = 0 und N 2 = 0 wird der zweite Sichtindex D 2 gebildet: der somit den Wert + oder - zwei hat.
    (4.2) If the visual function σ is not equal to zero, then x (w) + tL (w) = x (u ₁, ν) ; t ₀ is greater than zero and a scalar product and a basic form are formed: ⟨ (w) , N (u ₁, v) ⟩ = Z 2
    II ((u ₁, v) ; λ (u ₁, v) , λ (u ₁, v)) = N 2 If Z 2 = 0 and N 2 = 0, the second visual index D 2 is formed: which therefore has the value + or - two.

In den Fällen (4.1 : 4.2), in denen einer der Zähler (Z 1, Z 2) oder Nenner (N 1, N 2) Null ist, muß eine Ersatzprüfung vorgenommen werden, da für die betreffenden Punkte mehr als zwei skalare Gleichungen zutreffen, oder es muß auf eine leicht geänderte Projektion ausgewichen werden. Die Ersatzprüfungsverfahren sind analog zu den vorstehenden unter Verwendung höherer Ableitungen vorzunehmen. Eine solche Ersatzprüfung ist für den Fall, daß der Nenner N 1=0, und der Zähler Z 1=0 ist, im folgenden angegeben:In cases (4.1: 4.2) in which one of the numerators ( Z 1, Z 2) or denominator ( N 1, N 2) is zero, a substitute test must be carried out, since more than two scalar equations apply to the relevant points , or it has to be changed to a slightly changed projection. The substitute test procedures are to be carried out analogously to the above using higher derivations. Such a substitute test is given below in the event that the denominator N 1 = 0 and the numerator Z 1 = 0:

  • (4.3) Cod (c(w), λ (c(w)), λ (c(w), λ (c(w))) = N 3, die die kovariante Ableitung Cod der zweiten Fundamentalform ist, nämlichCod: = ∇ II.Für den Fall, daß die Größe N 3 ≠ 0 wird der Ersatzsichtindex D 1* gebildet: (4.3) Cod (c (w) , λ (c (w)) , λ (c (w) , λ (c (w))) = N 3, which is the covariant derivative Cod of the second fundamental form , namely Cod: = ∇ II. In the event that the size N 3 ≠ 0, the substitute view index D 1 * is formed:

Die Sichtbarkeitsprüfung einer Konturkomponente x(w) erfolgt analog zu den vorstehenden, wobei ständig der Sonderfall vorliegt, daß der Zähler Z 1 Null ist. Außerdem verschwindet häufig auch der Nenner N 1 an einzelnen Stellen der Konturkomponente, falls nämlich der laufende Sehstrahl die wahre Kontur berührt. Eine Projektionsänderung bringt dann keine Abhilfe.The visibility check of a contour component x (w) is carried out analogously to the above, with the special case that the counter Z 1 is zero. In addition, the denominator N 1 often disappears at individual points on the contour component, namely if the running line of sight touches the true contour. A change in projection then does not help.

  • (5.1) Für diese Konturkomponenten x(w) ist die Sichtfunktion σ gleich Null. Ist auch die Grundform gemäß dem Nenner N 1 gleich Null und die Krümmung K(c(w)) ungleich Null, sowie die kovariante Ableitung Cod, entsprechend dem Nenner N 3 ungleich Null, so ist der dritte Sichtindex D 3 mit dem Skalarprodukt zu bilden als: D 3 = -1 sign ⟨ ′(w), (w) ⟩,die somit den Wert + oder - eins hat.(5.1) For these contour components x (w) the visual function σ is zero. If the basic shape according to the denominator N 1 is equal to zero and the curvature K (c (w)) is not equal to zero, as well as the covariant derivative Cod, corresponding to the denominator N 3 not equal to zero, the third visual index D 3 with the dot product is closed form as: D 3 = -1 sign ⟨ ′ (w) , (w) ⟩, which thus has the value + or - one.

Ist jedoch die Grundform gemäß dem Nenner N 1 ungleich Null und trifft der Sehstrahl durch die Konturkomponente ( w₀) die Kontur räumlich vor der Konturkomponete (w₀), so ist der zweite Sichtindex D 2 zu bilden.However, it is the basic form according to the denominatorN 1 not equal to zero and the line of sight hits through the contour component ( w₀) the Contour spatially in front of the contour component(w₀), that's how it is second view indexD 2 form.

Zur Randprüfung wird ermittelt, ob der Sehstrahl durch den Rand im Punkt (w₀) räumlich vor einer laufend zu untersuchenden Kurve (w₀) trifft. Hierzu ist das Feld der tangentialen Einheitsrandvektoren R mit einer gegebenen Orientierung, z.B., "Inneres zur Linken" definiert. Dann wird gebildetFor the edge check, it is determined whether the line of sight hits the point (w ₀) spatially in front of a curve (w ₀) to be examined continuously. For this purpose, the field of the tangential unit edge vectors R is defined with a given orientation, for example, "interior to the left". Then it is formed

(w) + t(w) = x(u₁, v) (w) + t(w) = x (u ₁, v)

und geprüft, ob t₀ größer Null ist. Der vierte Sichtindex D 4 ergibt sich dann aus der Determinante Z 4 unter Verwendung des Randvektors R and checked whether t ₀ is greater than zero. The fourth view index D 4 then results from the determinant Z 4 using the edge vector R.

  • (6.1) [′(w), (w), R(u₁, v₁)] = Z 4, wenn Z 4 ungleich Null ist, und auch der Skalar N 4, der mittels des Normalvektors gebildet wird,⟨ (w), N(u₁, v) ⟩ = N 4,ungleich Null ist, (6.1) [ ′ (w) , (w) , R (u ₁, v ₁)] = Z 4 if Z 4 is non-zero, and also the scalar N 4, which is formed by means of the normal vector, ⟨ (w) , N (u ₁, v) ⟩ = N 4, is not equal to zero,

Die Verfahrensweise der Randprüfung erfolgt unter der Voraussetzung, daß der Parameterbereich A ein abgeschlossenes achsparalleles Rechteck ist. Andernfalls ist zum angegebenen vierten Sichtindex D 4 ein FaktorThe procedure for the edge check is carried out on the condition that the parameter area A is a closed, axially parallel rectangle. Otherwise, D 4 is a factor for the specified fourth visual index

sign [E(u₁, v), R(u₁, v), N(u₁, v₁)]sign [ E (u ₁, v) , R (u ₁, v) , N (u ₁, v ₁)]

hinzunehmen.to accept.

Zur Sichtbarkeitsprüfung des Randes wird ein Randstück (w) ohne Ecken in entsprechender Orientierung untersucht. Dabei kann der Sehstrahl jeweils räumlich vor diesem die Kontur oder den Rand in einem anderen Punkt treffen. Für diesen Fall ist der zweite Sichtindex D 2 oder der vierte Sichtindex D 4 gemäß (4.2) oder (6.1) zu bilden. Falls jedoch der Rand die Kontur selbst trifft, d.h. wenn die Sichtfunktion σ (c(w) Null ist, dann ist ein fünfter Sichtindex D 5 zu bilden, wenn die Voraussetzungen, daß der Zähler Z 1 und der Nenner N 1 gemäß (4.1) sowie der Skalar ⟨ (w), (w) ⟩ ungleich Null sind, gemäßTo check the visibility of the edge, an edge piece (w) without corners is examined in a corresponding orientation. The line of sight can hit the contour or the edge at another point in front of it. In this case, the second visual index D 2 or the fourth visual index D 4 is to be formed according to (4.2) or (6.1). However, if the edge meets the contour itself, ie if the visual function σ (c (w) is zero, then a fifth visual index D 5 is to be formed if the conditions that the numerator Z 1 and the denominator N 1 according to (4.1 ) and the scalar ⟨ (w) , (w) ⟩ are not equal to zero, according to

Dieser Sichtindex kann somit den Wert +1, -1 oder 0 haben.This view index can therefore have the value +1, -1 or 0.

Zur Prüfung auf die Selbstdurchdringungspunkte wird der Schnitt des Sehstrahles mit zwei Flächen betrachtet. Hierzu werden die Größen, die die eine bzw. andere Fläche betreffen mit einem Querbalken bzw. einer Tilde gekennzeichnet.To check for self-penetration points, the Section of the visual ray viewed with two surfaces. For this are the sizes that affect one or the other surface marked with a crossbar or a tilde.

Vorab werden zwei Skalare gebildet und geprüft: Two scalars are formed and checked beforehand:  

  • (7.1) ⟨ (w), Ñ(u₁, v) ⟩ = Z 7, wenn Z 7 ungleich Null ist,
    (w), Ñ(u₁, v) = N 7, wenn N 7 ungleich Null ist,
    ergibt sich der sechste Sichtindex D 6
    (7.1) ⟨ (w) , Ñ (u ₁, v) ⟩ = Z 7 if Z 7 is not equal to zero,
    (W) , Ñ (u ₁, v) = N 7 if N 7 is not zero,
    the sixth visual index D 6 results

Falls die Größe Z 7 Null ist, liegt ein Punkt der Schnittkurve vor. Falls die Größe N 7 Null ist, liegt ein Konturpunkt der Fläche, die mit dem Kennzeichen Tilde bezeichnet ist, vor.If the size Z 7 is zero, there is a point on the intersection curve. If the size N 7 is zero, there is a contour point of the surface which is identified by the label tilde.

Zur Sichtbarkeitsprüfung einer Schnittkurve, wobei vorausgesetzt ist, daß der Schnitt transversal ist, wird geprüft, ob der Sehstrahl vor dem laufenden Punkt eine Kontur oder einen Rand einer der Flächen trifft. Dazu ist nach (4.2) und (6.1) der zweite oder vierte Sichtindex D 2, D 4 für die beiden Flächen zu bilden. Weiterhin muß für den Fall, daß der laufende Punkt selbst ein Konturpunkt ist, also die Schnittkurve dort eine Kontur trifft, nach (4.1) der erste Sichtindex D 1 für die entsprechende Fläche gebildet werden.To check the visibility of an intersection curve, assuming that the intersection is transverse, it is checked whether the line of sight hits a contour or an edge of one of the surfaces before the current point. For this purpose, according to (4.2) and (6.1), the second or fourth view index D 2, D 4 must be formed for the two surfaces. Furthermore, in the event that the current point itself is a contour point, that is, the intersection curve meets a contour there, the first visual index D 1 for the corresponding area must be formed according to (4.1).

Für die Ermittlung der Sichtindizes werden die Daten die die Konturen, ggf. den Rand und ggf. die Selbstschnitte darstellen, im ständigen Zugriff im Speicher gehalten. Der Rand ist als Feld durch seine Felddaten vorgegeben und dadurch direkt verfügbar. Die Daten der Kontur und der Selbstschnitte, die ebenfalls Felder im Raum sind, werden erst berechnet und im Speicher entsprechend nach und nach aufgebaut.For the determination of the view indices, the data is the Contours, possibly the edge and possibly the self-cuts represent kept in constant access in memory. The Border is defined as a field by its field data and thereby directly available. The data of the contour and the self-cuts, which are also fields in the room are first calculated and gradually built up in memory accordingly.

Sowohl die Kontur wie auch der eventuelle Selbstschnitt setzen sich i.a. aus Kurvenstücken zusammen. Ist ein Konturpunkt oder Selbstschnittpunkt gefunden worden, so werden die Folgeteilverfahren angewandt und die weiteren Kurvenstücke und ihre Punktkoordinaten bestimmt. Ihre Berechnung erfolgt nach jeweils dem gleichen Prinzip: denn mathematisch handelt es sich in beiden Fällen um ein nichtlineares, unterbestimmtes Gleichungssystem der GestaltSet both the contour and the possible self-cut generally composed of curve pieces. Is a contour point or Self intersection has been found so  the subsequent sub-procedures applied and the other curve sections and determined their point coordinates. Your calculation is done according to the same principle: because acts mathematically in both cases it is a non-linear, undetermined System of equations of shape

Bei der Kontur sind der Maximalindex n = 2, und die Flächenparameter u₁, u₂ entsprechen den Parametern u, v, und die Funktion f₁ ist die Sichtfunktion.For the contour, the maximum index is n = 2, and the area parameters u ₁, u ₂ correspond to the parameters u, v , and the function f ₁ is the visual function.

Beim Schnitt zweier Flächen sind der Maximalindex n = 4, und die Flächenparameter (u₁, u) entsprechen den Parametern u, v der einen Fläche sowie (u₃, u) entsprechen (, ) der anderen Fläche, und die Funktionen f i sind die Differenzen der Koordinaten der Parameterdarstellungen:
f i(u, v, , ): = x i(u, v) - i(, ), i ∈ { 1, 2, 3 }, wobei die Tilde die zweite Fläche kennzeichnet.
When intersecting two surfaces are the maximum indexn = 4, and the area parameters(u₁,u) correspond to the parameters u, v one area as well(u₃,u) correspond(,) the other area, and the functionsf i are the differences the coordinates of the parameter representations:
f i(u, v,,): =x i(u, v) - i(,),i ∈ {1, 2, 3}, where the Tilde marks the second surface.

Die numerische Lösung des Gleichungssystems (8.1) geschieht zweckmäßig mit dem Fußpunkt- oder Gradientenverfahren. Dieses liefert von einem beliebigen Punkt a = (a₁, . . ., a n) ausgehend, einen diesem möglichst nahen Lösungspunkt a + h, h: = (h₁, . . ., h n). Die Forderung f i(a + h) = 0 für i ∈ { 1, . . ., n - 1 } ist in erster Ordnung näherungsweise äuqivalent zu:The numerical solution of the system of equations (8.1) is expediently done using the base point or gradient method. Starting from an arbitrary point a = (a ₁,..., A n ), this supplies a solution point a + h , h : = (h ₁,..., H n ) that is as close as possible to this. The requirement f i (a + h) = 0 for i ∈ {1,. . ., n - 1} is approximately equivalent to:

wobei Kommata im Index auf partielle Ableitungen hinweisen. commas in the index indicate partial derivatives.  

Man sucht unter den Lösungen h des linearen Gleichungssystems (8.2) eine, für die Quadratnorm g One looks for the solutions h of the linear system of equations (8.2) for the square norm g

minimal wird. Das Lagrangesche Verfahren für das Extremum der Quadratnorm g unter den Nebenbedingungen (8.2) führt für die Lagrangeschen Multiplikationen λ k auf die Gleichungen:becomes minimal. The Lagrangian method for the extremum of the square norm g under the constraints (8.2) leads to the equations for the Lagrangian multiplications λ k :

und die zugehörige Extremalstelle H j:and the associated extreme point H j :

Besitzen die Ausgangsfunktionen (8.1) im Punkt a den maximalen Rang n - 1, so ist die Koeffizientenmatrix von (8.4) als Gramsche Matrix regulär, und die eindeutige Inversion von (8.4) führt mit (8.5) zu einer exakten LösungIf the output functions (8.1) have the maximum rank n - 1 at point a , the coefficient matrix of (8.4) is regular as a Gram matrix, and the unambiguous inversion of (8.4) leads to an exact solution with (8.5)

(8.6) a #: = a + h (8.6) a # : = a + h

von (8.2) und damit zu einer i.a. verbesserten Näherungslösung von (8.1). Die iterierte Anwendung dieses Folgeverfahrensschrittes liefert die Punkte a, a #, a ##, . . . und unter günstigen Bedingungen im Limes eine exakte Lösung a* von (8.1).from (8.2) and thus to an generally improved approximate solution from (8.1). The iterated application of this subsequent process step yields the points a, a # , a ##,. . . and under favorable conditions in the Limes an exact solution a * from (8.1).

Obwohl dieses Gradientenverfahren häufig nicht exakt den zum Punkt a nächsten Lösungspunkt liefert, ist es nützlich. Vorteilhaft wird nämlich davon ausgegangen, als ob die Zuordnung aa* dies täte und sie wird als Quasi-Fußpunkt-Projektion, kurz: QF-Projektion bezeichnet. Although this gradient method often does not provide the exact solution point to point a , it is useful. This is because it is advantageously assumed that the assignment aa * does this and it is referred to as a quasi-base point projection, in short: QF projection.

Jedenfalls ist damit ein erster Lösungspunkt von (8.1) auffindbar. Ein zweiter, benachbarter Lösungspunkt entsteht durch Weiterlaufen von a* aus in Richtung schwacher Veränderung der f i und anschließende QF-Projektion. Hat man erst zwei benachbarte Lösungspunkte, so wird die Sehne dieser über den neueren Punkt hinaus um einen geeigneten Faktor verlängert und der so erreichte weitere Punkt erneut der QF-Projektion unterworfen. Dieser Verfahrensschritt erfolgt iterativ, so daß eine ganze Lösungskomponente nach und nach errechnet und gespeichert wird.In any case, a first solution point of (8.1) can be found. A second, neighboring solution point arises by continuing from a * in the direction of a weak change in the f i and subsequent QF projection. If you only have two neighboring solution points, the chord is extended by a suitable factor beyond the newer point and the further point thus reached is subjected to the QF projection again. This process step is carried out iteratively, so that an entire solution component is gradually calculated and stored.

Es geschieht relativ häufig, daß die Lösungskomponenten geschlossene Kurven bilden. Um dies zu erkennen und den Rechner zu veranlassen, dann nicht endlos weiter zu iterieren, wird vorteilhaft jeweils ein Hilfsverfahrensschritt, der Tubenverfahrensschritt durchgeführt. Bei diesem wird eine Parallelmenge (Tube) um das Anfangsstück der Lösungskurve betrachtet und das Eintreten des jeweils zuletzt erzeugten Punktes in dieser Tube tangentiell getestet.It happens relatively often that the solution components form closed curves. To recognize this and the To cause computers not to iterate endlessly, is advantageous in each case an auxiliary process step, the Tube processing step carried out. This one Parallel set (tube) around the beginning of the solution curve considered and the occurrence of the last generated Point in this tube tested tangentially.

Auftretende Irregularitäten oder Nichtkonvergenz sind bei dem Folgeverfahrensschritt nicht störend; man bricht dann nämlich ab und geht in das Suchteilverfahren zurück. Um sicher zu sein, daß sämtliche Konturen und Konturteile, das sind die Lösungskomponenten, gefunden werden, wird der Suchverfahrensteil wiederholt von einer Vielzahl verschiedener Startpunkte aus angewandt. Hierbei wird zweckmäßig dieser Punkt jeweils nacheinander auf zwei durch einen gegebenen Anfangspunkt verlaufenden Koordinatenachsen, auch Basislinien genannt, in relativ großen Schritten weitergeschoben und dann in weiteren Suchverfahrenswiederholungen der Abstand der bereits benutzten Punkte jeweils halbiert oder nach einer ähnlichen Regel verringert und von dort aus weiter gesucht. Irregularities or non-convergence that occur are at the Follow-up process step not disruptive; then you break and goes back to the search part procedure. To be sure be that all contours and contour parts, these are the Solution components will be found, the Search procedure part repeated from a variety of different ones Starting points applied from. This is useful here Dot successively on two by a given Coordinate axes starting point, including baselines called, pushed in relatively large steps and then in further search procedure repetitions the distance of the Points already used halved or after one similar rule reduced and searched from there.  

Auf jeden weiteren gefundenen Lösungspunkt wird der Tubenverfahrensschritt bezogen auf die bereits gefundenen Lösungspunkte angewandt. Im Falle, daß der Punkt bereits bekannt war und in oder an der Tube liegt, wird die Suche weiter fortgesetzt. Liegt jedoch ein neuer Punkt vor, so wird der iterative Folgeverfahrensschritt wieder angewandt. Stößt die weitere Folge der Lösungskomponente wieder auf eine bekannte Lösung oder ggf. auf einen Rand, was auch durch den Tubenverfahrensschritt auf den Rand bezogen geprüft wird, wird jeweils vom Anfangspunkt dieser Lösungskomponente in umgekehrter Richtung iterativ mit dem Folgeverfahrensschritt weitergegangen und danach wieder zur Suche von einem neuen Startpunkt aus, also mit veränderten Anfangsbedingungen übergegangen.For every further solution point found, the Tube process step based on those already found Solution points applied. In the event that the point already was known and is in or on the tube, the search continued. However, if there is a new point, then the iterative follow-up step is applied again. Bumps the further consequence of the solution component again on one known solution or possibly on an edge, which is also due to the Tube procedure step is checked based on the edge each from the starting point of this solution component in reverse direction iteratively with the subsequent process step went on and then again to search for a new one Starting point off, i.e. with changed starting conditions passed over.

Die Dichte der Suchpunkte kann dabei nach Erfahrung vorgegeben werden. Es kann auch eine Beendigung der Suche für den Fall vorgegeben werden, daß eine vorbekannte maximale Zahl von Lösungskomponenten vollständig gefunden wurde. Weiterhin kann die Generierung von Suchpunkten beendet werden, wenn z.B. bei zwei aufeinanderfolgenden Halbierungen der Startpunktdichte kein weiterer neuer Lösungspunkt außerhalb einer Tube gefunden wurde oder wenn die Startpunktdichte die Bildpunktdichte oder Linienstärke einer beabsichtigten grafischen Wiedergabe der Kurven erreicht oder um ein vorgegebenes Maß unterschritten hat. The density of the search points can be specified based on experience will. It can also stop searching in the event be specified that a previously known maximum number of Solution components were found completely. Furthermore can the generation of search points is ended, e.g. if at two successive halving of the starting point density no other new solution point found outside of a tube or if the starting point density is the pixel density or Line width of an intended graphic representation of the Curves reached or undercut by a predetermined amount Has.  

Beim Erzeugen des Selbstschnittes wird wie bei der Konturerzeugung verfahren, wobei jedoch die Dimension höher ist. Die Punkte die auf der Diagonalen des entsprechenden vierdimensionalen Raumes liegen, werden ausgenommen. Für die Darstellung der Flächen und gewünschter Flächenkurven werden Funktionen in bekannter Weise vorgegeben und erforderlichen­ falls mit Schärparametern ergänzt, so daß sie in dem Verfahren verfügbar sind.When creating the self-cut, as with the Contour generation process, however, the dimension is higher is. The points on the diagonal of the corresponding four-dimensional space are excluded. For the Representation of the surfaces and desired surface curves Functions specified and required in a known manner if supplemented with warping parameters so that they are in the process Are available.

Für vorgegebene und erzeugte Kurven ist es erforderlich, eine so dichte Anzahl von deren Punktkoordinaten bereitzustellen bzw. zu errechnen, daß eine quasikontinuierliche Darstellung sich bei einer Ausgabe daraus ergibt. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß i.a. eine Auflösung von 1000 Punkten für eine Kurve zu einer ausreichenden Genauigkeit führen. Der Tubenradius hat sich mit einer hundertfach gröberen Auflösung als ausreichend erwiesen. Da es sich um Raumkurven handelt, werden deren Punkte als Folgenglieder im Parameterbereich erzeugt. Deren Projektion wird dann durch die Abbildungsgleichungen auf die Bildebene bedarfsweise daraus gebildet. Zweckmäßig wird der Datentyp "Kurve" für diese Abbildung definiert, der einen String der Parameter u,v auf der Fläche von reellen Zahlen bildet. Ein entsprechender Datentyp kann selbstverständlich auch im dreidimensionalen Raum jeweils aus einem Zahlentripel pro Punkt gebildet werden.For predefined and generated curves, it is necessary to provide or calculate such a dense number of their point coordinates that a quasi-continuous display results from an output. It has been shown in practice that a resolution of 1000 points for a curve generally leads to sufficient accuracy. The tube radius with a resolution that is a hundred times coarser has proven to be sufficient. Since these are space curves, their points are generated as sequence elements in the parameter area. Their projection is then formed from them if necessary by the mapping equations on the image plane. The data type "curve" is expediently defined for this figure, which forms a string of the parameters u , v on the surface of real numbers. A corresponding data type can of course also be formed in three-dimensional space from a triplet of numbers per point.

Eine vorteilhafte Vereinfachung der Datenhaltung und der Verfahrensdurchführung ergibt sich jedoch aus der Dimensionsreduktion, die sich durch die Betrachtung in der Projektionsebene ergibt. In den Fällen, in denen eine Auflösung eines Grenz- oder Schnittfalles wegen der Lage mehrerer Flächenpunkte in einem Projektionsstrahl nicht eindeutig möglich ist, bringt, wie bereits vorstehend beschrieben, eine leichte Neigungsveränderung der Projektion oder eine nur dann vorzunehmende Betrachtung in einer Ebene durch den Projektionsstrahl Abhilfe.An advantageous simplification of data storage and Execution of the procedure results from the Dimensional reduction, which is reflected in the Projection plane results. In cases where one Resolution of a borderline or intersection due to the location multiple surface points in a projection beam is clearly possible, as already mentioned above described a slight change in the inclination of the projection  or a one-level view only remedy by the projection beam.

Die Punktdichte ist jeweils so zu wählen, daß die Quasi-Infinitesimalrechnungen mit ausreichender Genauigkeit durchführbar sind.The point density should be chosen so that the Quasi-infinitesimal calculations with sufficient accuracy are feasible.

Im einzelnen werden folgende Dateien aufgebaut:The following files are created:

Die Datei der Anfangs- und Startpunkte a vom Typ 2-Array, real. Die Ergebnisdatei des Suchverfahrens dazu mit den durch die QF-Projektion gefundene Punktkoordinaten vom Typ 2-Array, real. Bei einer fehlenden Konvergenz oder bei Austritt aus dem Parameterbereich wird jeweils ein uneigentlicher Wert in die Datei eingetragen. Bei dem inkrementalen Folgeverfahen wird ein 2-Array, real, vom Typ "Kurve" erzeugt, das jeweils mit einem im Suchverfahrensschritt gefundenen Punktkoordinatenpaar anfängt, an das sich die weiteren Punktkoordinatenpaare anschließen. Hinzu kommt zweckmäßig eine ganze Zahl als Array-Längenzeiger. Wird der Kontur in beiden Richtungen nacheinander gefolgt, so sind die beiden Konturabschnitte abschließend zweckmäßig in eine Reihenfolge umzuordnen. Der Array-Längenzeiger dient als Grenzwert bei einer späteren indizierten Weiterverarbeitung. Gewöhnlich wird eine Kurve durch einige hundert bis tausend Punkte erfaßt.The file of the start and start points a of type 2 array, real. The result file of the search procedure for this, with the point coordinates of the type 2 array found by the QF projection, real. If there is no convergence or if you exit the parameter area, an improper value is entered in the file. In the incremental follow-up method, a 2-array, real, of the "curve" type is generated, which begins with a point coordinate pair found in the search method step, to which the further point coordinate pairs follow. In addition, an integer is useful as an array length pointer. If the contour is followed one after the other in both directions, the two contour sections should then be appropriately rearranged in a sequence. The array length pointer serves as a limit for subsequent indexed processing. Usually a curve is covered by a few hundred to a thousand points.

Während der Wiederholungen der Suchverfahrensschritte, jeweils bei einer bestimmten Dichte der Suchpunkte werden die Array-Längenzeiger der einzelnen Kurvenkomponenten in ein 1-Array vom Typ Integer fortlaufend eingeschrieben. Dabei wird die Länge dieses Arrays in einem ganzzahligen Kurvenkomponentenzeiger mitgeführt.During the repetitions of the search steps, each at a certain density of the search points, the Array length pointer of the individual curve components in one 1 array of type Integer continuously written. The length of this array is an integer Curve component pointer carried.

Zur Steuerung des Suchverfahrensschrittes wird die Abstandshalbierungszahl in einem Zähler geführt, die ggf. mit einer vorgegebenen maximalen Halbierungszahl jeweils verglichen wird, wodurch das Suchenende bei Erreichen der Maximalzahl gesteuert wird. Wie bereits vorher beschrieben, ist auch eine Suchenendesteuerung nach anderen Kriterien durchführbar.To control the search procedure step, the Distance halving number performed in a counter, if necessary with  a predetermined maximum halving number in each case is compared, whereby the search end when reaching the Maximum number is controlled. As previously described, is also search end control based on other criteria feasible.

Flächenschnittkurven werden analog zu den Konturen erzeugt und in Kurvendateien abgelegt.Area intersection curves are created analog to the contours and stored in curve files.

Zur Sichtbarkeitsklärung werden die Daten der Kurven unter Steuerung gemäß der Zeigerwerte abgerufen und sukzessiv auf das Auftreten der beschriebenen Sichtindizes untersucht. Hierbei entstehen zwei Dateien, nämlich ein 1-Array, real, der jeweiligen Punktbezeichnung des Anfangs- und Endpunktes und der Punkte in denen eine Sichtzahländerung auftritt, und ein 1-Array, Integer, das die jeweilige Sichtzahl zugeordnet zu den genannten Punkten enthält, wobei dem Anfangspunkt seine Sichtzahl vorgegeben ist. Bei der Erzeugung der Sichtzahldatei werden, wie bereits vorstehend beschrieben, die Sichtindexprüfungen auf die folgenden Fälle durchgeführt: "Die Kurve trifft die Kontur"; "Der Sehstrahl trifft die Kontur vor dem laufenden Punkt"; "Der Sehstrahl trifft den Rand vor dem laufenden Punkt"; "Der Sehstrahl trifft den Selbstschnitt vor dem laufenden Punkt". Dieser zweite Folgeverfahrensschritt wird für die verschiedenen Kurven, die Kontur, den Rand und den Selbstschnitt, soweit vorhanden, durchgeführt. Die entstehenden Dateien sind bei weiterer Sichtbarkeitsbetrachtung vorgegebener Kurven nutzbar.To clarify the visibility, the data of the curves are under Control called up according to the pointer values and successively the occurrence of the described visual indexes was examined. This creates two files, namely a 1 array, real, the respective point designation of the start and end point and the points at which a change in visibility occurs, and a 1-array, integer that is assigned to the respective view number contains the points mentioned, the starting point being his View number is specified. When generating the view number file are, as already described above, the Visual index checks performed on the following cases: "The Curve meets the contour ";" The line of sight meets the contour the current point ";" The line of sight hits the edge in front of the current point ";" The line of sight hits the self-cut the current point ". This second follow-up step is used for the different curves, the contour, the edge and the self-cut, if available. The resulting files are with others Visibility analysis of predefined curves can be used.

In gleicher Weise werden nämlich auf Anforderung beliebige weitere auf der Fläche gegebene Linien auf ihre Sichtbarkeit geprüft und in einer entsprechenden Datei gespeichert oder unmittelbar zur Ausgabe gebracht, wobei die Ausgabesteuerung abhängig von der Sichtzahl erfolgt. In the same way, namely any other lines given on the surface for their visibility checked and saved in a corresponding file or brought directly to the output, the output control depending on the number of views.  

Die Sichtzahl N₀ am Anfang eines jeden Kurvenabschnittes wird ausgehend von der Sichtzahl eines bekannten Anfangspunktes, vorzugsweise des Anfangssuchpunktes des Suchverfahrensabschnittes, jeweils entlang der Basislinien bestimmt, wobei dann die zugehörige Sichtzahlendatei entsteht, über die die Sichtzahl des jeweiligen Anfangspunktes eines Kurventeiles, das von dort aus gefunden wurde, gegeben ist.The view number N ₀ at the beginning of each curve section is determined on the basis of the view number of a known starting point, preferably the start search point of the search method section, along the base lines, whereby the associated view number file is created, via which the view number of the respective starting point of a curve part, which is from there was found out is given.

Ist die Sichtzahl des Anfangspunktes ursprünglich unbekannt, so kann sie nach der relativen Ermittlung aller Sichtzahlen der ausgezeichneten Flächenkurven, des Randes, der Kontur und des Selbstschnittes bezüglich eines fiktiven Anfangswertes normiert werden, indem die niedrigste gefundene Sichtzahl zu Null festgelegt wird und die übrigen darauf bezogen eingetragen werden.If the viewpoint of the starting point is originally unknown, so it can after the relative determination of all view numbers the excellent surface curves, the edge, the contour and the self-cut with respect to a fictitious initial value be normalized by using the lowest found number Is set to zero and the rest are related to it be entered.

Zur Verringerung der Zahl der durchzuführenden Operationen der Verfahrensschritte wird, wie schon erwähnt, die Untersuchung auf die Auffindung der Schnitte mit den Kurvenkomponenten der ausgezeichneten Kurven in der zweidimensionalen Projektionsebene vorgenommen.To reduce the number of operations to be performed As already mentioned, the procedural steps become the investigation on finding the cuts with the curve components of the excellent curves in the two-dimensional Projection level made.

Zur weiteren Verringerung der jeweils notwendigen Operationen einer Schnittbetrachtung wird die gesamte Projektionsebene als in gleichartige Teilfelder, z.B. Planquadrate, aufgeteilt betrachtet. Demgemäß werden die Dateien der Kurven solchen Teilfeldern zugeordnet in Teildateien aufgeteilt. Für eine Schnittbetrachtung einer Linie oder Kurve mit den ausgezeichneten Kurven werden dann jeweils nur die Dateien unter Berücksichtigung des Tubenverfahrensschrittes auf einen möglichen Schnitt abgesucht, in die die Projektion der zu untersuchenden Linie oder Kurve fällt. In der Praxis hat sich eine Projektionsflächenaufteilung in etwa 5×7 Teilfelder bewährt. Die Aufteilung der Kurven-Dateien in die Teilfelddateien erfolgt zweckmäßig bei der Erzeugung der Kurvendateien. Zeigt das Durchsuchen der betroffenen Dateien einen möglichen Schnitt im Tubenbereich an, so wird der Schnittfall im einzelnen nach den vorstehend beschriebenen Verfahrensschritten geklärt.To further reduce the number of operations required A sectional view shows the entire projection plane as into similar subfields, e.g. Grid squares, divided considered. Accordingly, the files of the curves become such Subfields assigned divided into subfiles. For one Sectional view of a line or curve with the then only the files will be marked taking into account the tube process step on a possible cut, into which the projection of the examining line or curve falls. In practice it has a projection surface division into approximately 5 × 7 sub-fields proven. The division of the curve files into  the subfield files are expediently created when the Curve files. Shows browsing the affected files a possible cut in the tube area, the Section in detail according to those described above Process steps clarified.

Sowohl die Teilfelderbildung als auch die Anwendung des Tubenverfahrensschrittes bringen eine erhebliche Reduzierung der Schrittzahlen der Verfahren, da sie es ermöglichen, mit relativ großen Schrittweiten bei den Such- und Folgeverfahrensschritten vorzugehen, und nur im Fall, daß ein Schnittfall in dem grob spezifizierten Bereich wahrscheinlich vorliegt, werden weitere Schritte geringerer Schrittweiten sukzessive iterativ vorgenommen, bis eine Schnittfallklärung vorliegt. Die grobe Schrittweite kann dabei etwa der halben Tubenweite entsprechen, und die iterativ, z.B. durch jeweilige Halbierung, zu erreichende engste Schrittweite kann einem vorgegebenen Bruchteil, z.B. der Hälfte der Bildpunktgröße entsprechen. Bei einem gegebenen Rechner erbringen diese Verfahrensausgestaltungen einen erheblichen Rechenzeitgewinn.Both the subfield formation and the application of the Tube process step bring a significant reduction the number of steps of the procedures, since they allow using relatively large increments in the search and Follow the procedural steps, and only in the event that a Cut in the roughly specified range is likely further steps with smaller increments are available successively carried out until a cut case clarification is present. The rough step size can be about half Correspond to the tube size, and iteratively, e.g. by respective Halving, the narrowest step size can be achieved predetermined fraction, e.g. half the pixel size correspond. With a given computer, these provide Process designs a significant gain in computing time.

Das dargestellte Verfahren läßt sich in analoger Erweiterung auch auf andere Koordinatensysteme und Projektionen anwenden. Auch lassen sich auf gegebene Flächen und Linien jeweils mehrere Projektionen, z.B. eine Parallelprojektion für eine gedachte Beleuchtung und eine Zentralprojektion für einen Beobachter anwenden. Aus der Überlagerung der beiden Projektionen der entsprechenden ausgezeichneten Kurven in der Projektionsebene lassen sich aus den Sichtzahlen der beiden Projektionen die Licht- und Schattenverhältnisse und deren Sichtbarkeit durch Überlagerung bestimmen.The procedure shown can be expanded in a similar way also apply to other coordinate systems and projections. You can also use given areas and lines several projections, e.g. a parallel projection for a imaginary lighting and a central projection for one Apply observer. From the overlay of the two Projections of the corresponding excellent curves in the Projection level can be seen from the visual numbers of the two Projections the light and shadow conditions and their Determine visibility by overlay.

Beispiele grafischer Ausgaben von Flächen sind in den Fig. 1 bis 4 gegeben, und Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Verfahrensdurchführung.Examples of graphic outputs of areas are given in FIGS. 1 to 4, and FIG. 5 shows a block diagram of an apparatus for carrying out the method.

Fig. 1 zeigt die sichtbaren Konturen eines Toroids in Parallelprojektion schräg von oben; Fig. 1 shows the visible contours of a toroid in parallel projection obliquely from above;

Fig. 2 zeigt das Toroid mit in verschiedenen Linienstärken aufgetragenen sichtbaren Linien; Fig. 2 shows the toroid with applied in different line widths visible lines;

Fig. 3 zeigt die Ränder und Konturen eines Torusabschnittes; Fig. 3 shows the edges and contours of a torus section;

Fig. 4 zeigt den Torusabschnitt mit einem aufgetragenen Liniennetz sichtbarer Linien. Fig. 4 shows the torus section with an applied line network of visible lines.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Erzeugung und Ausgabe von verfahrensmäßigen grafischen Steuerdaten. Fig. 5 is a block diagram showing an apparatus for generating and outputting procedural graphical control data.

Da die Schräge der Projektion des Toroids in Fig. 1 einen Durchblick durch den inneren Freiraum ermöglicht, sind insgesamt drei Konturenteile sichtbar, nämlich die Außenkontur KA, die in sich geschlossen ist, und zwei Konturlinien KL 1, KL 2, die sich in zwei Punkte KP 1, KP 2 schneiden, in denen die untere Konturlinie KL 2 unsichtbar wird. Weitere unsichtbare Konturenteile erstrecken sich in den Fortsetzungen der unteren Konturlinie KL 1 und zwischen deren unsichtbaren Endpunkten und den Endpunkten KE 1, KE 2 der oberen Konturlinie KL 2. Weitere ausgezeichnete Kurven hat der Torus nicht.Since the bevel of the projection of the toroid in FIG. 1 allows a view through the inner free space, a total of three contour parts are visible, namely the outer contour KA , which is self-contained, and two contour lines KL 1 , KL 2 , which are divided into two points Cut KP 1 , KP 2 in which the lower contour line KL 2 becomes invisible. Further invisible contour parts extend in the continuations of the lower contour line KL 1 and between their invisible end points and the end points KE 1 , KE 2 of the upper contour line KL 2 . The torus has no other excellent curves.

In Fig. 2 ist der Torus mit einer mittelstark dargestellten Schar von Linien LP 0, LP 1, LP 2 überzogen, die sich parallel zur innen umlaufenden Torusachse in gleichen Winkelabständen von 20 Grad umlaufend erstrecken. Ihre Sichtbarkeit endet, soweit sie nicht im sichtbaren Flächenteil durchlaufen, an der äußeren Kontur KA oder der oberen Konturlinie KL 1 transversal schneidend. Eine weitere Linienschar LR 0, LR 1, LR 2, die dünn dargestellt ist, umläuft den Torus radial zur innen umlaufenden Achse in gleichen Abständen von 20 Grad des zentralen Winkels. Auch bei diesen Linien ist die Grenze der Sichtbarkeit jeweils in einem Schnitt mit einer der Konturkomponenten gegeben. Eine weitere, wendelförmig umlaufende Linie L 1 ist in starker Strichstärke dargestellt. Sie umläuft jeweils 90 Grad bei einem Fortschritt um 20 Grad, so daß sie in sich geschlossen ist. Alle gezeigten Linien wurden fortlaufend auf ihre Schnittstellen mit den Konturlinien untersucht und, sofern sie in einen Bereich mit der Sichtzahl Null eintraten, zur Zeichnung fortlaufend ausgegeben, bis ein nächster Schnittpunkt mit einer Konturkomponente festgestellt wurde. Eine weitere Datenhaltung dieser Linien war demgemäß nicht erforderlich. Die Strichstärken der Linien wurden jeweils zugeordnet angegeben.In Fig. 2 the torus is covered with a medium-sized group of lines LP 0 , LP 1 , LP 2 , which extend parallel to the inner circumferential axis of the torus at equal angular intervals of 20 degrees. As long as they do not run through in the visible surface area, their visibility ends transversally at the outer contour KA or the upper contour line KL 1 . Another set of lines LR 0 , LR 1 , LR 2 , which is shown thin, revolves the torus radially to the inner circumferential axis at equal intervals of 20 degrees of the central angle. With these lines, too, the limit of visibility is given in a cut with one of the contour components. Another helical circumferential line L 1 is shown in heavy line width. It rotates 90 degrees with a progress of 20 degrees, so that it is self-contained. All the lines shown were continuously examined for their interfaces with the contour lines and, provided they entered an area with zero visibility, continuously output for the drawing until a next intersection with a contour component was found. Further data management of these lines was therefore not necessary. The line widths of the lines were assigned.

Zur Veranschaulichung des Suchverfahrensschrittes zur Erzeugung der Konturen wurde bespielsweise der Anfangspunkt a als Ausgangspunkt gewählt und die Koordinatenlinien LP 0, LR 0 als Basislinien genommen. Von diesem Anfangspunkt a wurden die Konturen KA und KL 2 gefunden und dann laufend bzw. nach beiden Seiten verfolgt. Die weiteren Konturkomponenten KL 1 und die beiden unsichtbaren Konturteile wurden erst bei weiteren Suchverfahrensschritten mit dem auf der Basislinie LP 0 verschobenen Startpunkten gefunden und dann jeweils vervollständigt. Die Schnittpunkte der Linienscharen geben eine gewisse Veranschaulichung für die Lage der Startpunkte auf der Fläche. Die Speicherung der sichtbaren und der unsichtbaren Konturkomponenten und deren Sichtbarkeit beansprucht nur einige tausend Speicherzellen, so daß eine Verarbeitung nach dem Verfahren mit einem heutigen durchschnittlichen Auftischcomputer erfolgen kann. To illustrate the search method step for generating the contours, the starting point a was selected as the starting point, for example , and the coordinate lines LP 0 , LR 0 were taken as the base lines. From this starting point a , the contours KA and KL 2 were found and then followed continuously or on both sides. The other contour components KL 1 and the two invisible contour parts were only found in further search procedure steps with the starting points shifted on the baseline LP 0 and then completed in each case. The intersections of the line sets provide a certain illustration of the position of the starting points on the surface. The storage of the visible and the invisible contour components and their visibility requires only a few thousand memory cells, so that processing can be carried out according to the method with today's average desktop computer.

In Fig. 1 ist eine Bildfeldaufteilung in Teilflächen gezeigt, die die Aufteilung der Konturdaten in jeweils diesen Teilflächen zugeordnete Teildateien veranschaulicht. Es zeigt sich, daß zur Untersuchung der Sichtbarkeit der Konturkomponenten und der Linien nur eine stark reduzierte Datenmenge zu prüfen ist, nämlich die Daten der Punkte in den Feldern, in denen die jeweilige Konturkomponente bzw. Linie verläuft.In Fig. 1, an image field divided into sub-areas is shown, illustrating the distribution of contour data in each of these sub-areas associated sub-files. It can be seen that only a greatly reduced amount of data has to be checked to examine the visibility of the contour components and the lines, namely the data of the points in the fields in which the respective contour component or line runs.

Für eine Darstellung des Torus auf einem Bildschirm mit dynamischer Zeilen- und Bildablenkung mit üblicher Zeilenauflösung werden die Bilddaten in einen Bildspeicher transformiert übertragen, wobei dort etwa pro Teilfeld für 100 mal 100 Bildpunkte Speicherzellen für Steuergrößen für die Helligkeit und/oder Farbgebung vorgesehen sind. Diese werden bekanntlich zyklisch ausgelesen und der Bildröhrensteuerung zugeführt. Sofern eine punktsteuerbare quasistatische Bildwiedergabevorrichtung, z.B. ein Flüssigkristall- Anzeigefeld vorhanden ist, werden die auf das Punktfeld transformierten Kurven-Koordinaten- und Sichtbarkeitsdaten unmittelbar an die Ansteuerelektronik der Bildpunkte übergeben.For a representation of the torus on a screen with dynamic line and image deflection with usual Line resolution are the image data in an image memory transferred transformed, with about 100 fields per field times 100 pixels memory cells for control variables for the Brightness and / or coloring are provided. These will As is known, read cyclically and the picture tube control fed. If a point-controllable quasi-static Image display device, e.g. a liquid crystal If there is a display field, click on the point field transformed curve coordinate and visibility data directly to the control electronics of the pixels to hand over.

Fig. 3 zeigt einen berandeten tunnelförmigen Torusabschnitt. Die Ränder R 1 - R 4 sind als parametrisierte Kurven in Flächenkoordinaten einfach anzugeben. Die Kontur besteht aus drei Konturkomponenten KA 1, KL 11, KL 3. Die innere Konturkomponente KL 3 setzt sich unsichtbar bis zur oberen Konturlinie KL 11 fort. Auch die Ränder R 1, R 2, R 4 weisen unsichtbare Randkomponenten auf. Fig. 3 shows a bounded tunnel-shaped torus section. The edges R 1 - R 4 are easy to specify as parameterized curves in surface coordinates. The contour consists of three contour components KA 1 , KL 11 , KL 3 . The inner contour component KL 3 continues invisibly up to the upper contour line KL 11 . The edges R 1 , R 2 , R 4 also have invisible edge components.

Fig. 4 zeigt den Torusabschnitt gemäß Fig. 3 mit aufgetragenen Linienscharen in radialer und paralleler Richtung. Insbesondere der schräg schneidende Verlauf der Kontur zu den Linien läßt erkennbar werden, welche dichte Folge räumlicher Schnitte mit entsprechender Datenhaltung nach dem vorbekannten Verfahren notwendig wäre, um eine annähernd gleichwertige stufenfreie Konturwiedergabe zu erbringen. Die Vorteile des neuartigen Verfahrens werden hierdurch deutlich. FIG. 4 shows the torus section according to FIG. 3 with lines of lines applied in the radial and parallel directions. In particular, the obliquely cutting course of the contour to the lines reveals which dense sequence of spatial cuts with corresponding data storage would be necessary according to the previously known method in order to achieve an approximately equivalent step-free contour reproduction. This clearly shows the advantages of the new method.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuervorrichtung ST, die geeignet ist, das Verfahren, abhängig von den über die Eingabevorrichtung E vorgegebenen Daten, durchzuführen und die entsprechend erzeugten Kurven- und Sichtbarkeitsdateien in den Dateienspeicher DM fortlaufend und nach den Teilfeldern zugreifbar geordnet einzuschreiben. Über eine Zeichengerät-Ausgabeschnittstelle AP ist ein Zeichengerät PL an die Steuervorrichtung ST angeschlossen. Über diese Schnittstelle AP werden laufend die Koordinatendaten (u₁, v) der Bildpunkte in der Projektionsebene als Steuergrößen den Koordinatenantrieben Mx, My zugeführt, wobei die jeweils zugehörige Sichtzahl SZ auf eine Strichartsteuervorrichtung MZ ausgegeben wird. Die Verarbeitung der Sichtzahl zur Linienmodifikation oder Zeichenstiftauswahl erfolgt in bekannter Weise durch eine zeichengeräteseitige Steuerschaltung oder ein Steuerunterprogramm in der Steuervorrichtung vorab. FIG. 5 shows a block diagram of a control device ST which is suitable for carrying out the method depending on the data specified via the input device E and for continuously writing the correspondingly generated curve and visibility files into the file memory DM in an orderly manner accessible according to the subfields. A drawing device PL is connected to the control device ST via a drawing device output interface AP . Via this interface AP , the coordinate data (u ₁, v) of the pixels in the projection plane are continuously supplied as control variables to the coordinate drives Mx, My , the respective number of views SZ being output to a line type control device MZ . The processing of the number of views for line modification or selection of crayons is carried out in a known manner by a control circuit on the drawing device side or a control subroutine in the control device in advance.

Weiterhin ist ein grafisches Bildschirmausgabegerät VS an die Steuervorrichtung ST angeschlossen. Dazu ist eine Ausgabeschaltung AD für die Speicherkoordinaten- Ansteuersignale Ax, Ay eines Bildspeichers MB und für die jeweils zugehörigen Sichtbarkeitsdaten DS zur Dateneinschreibung vorgesehen. Eine zyklische Bildausgabesteuervorrichtung BZ entnimmt dem Bildspeicher MB laufend zyklisch die eingespeicherten Sichtbarkeitsdaten und gibt sie mit periodisch zugesetzten Zeilensynchronisations- Signalen ZS und Bildsynchronisationssignalen BS als Helligkeitssignale HS oder entsprechende Farbsignale an das periodisch zeilenmäßig und bildwechselmäßig gesteuerte Bildröhrengerät VS ab.Furthermore, a graphic screen output device VS is connected to the control device ST . For this purpose, an output circuit AD is provided for the memory coordinate control signals Ax, Ay of an image memory MB and for the associated visibility data DS for data writing. A cyclic image output control device BZ continuously takes the stored visibility data cyclically from the image memory MB and outputs them with periodically added line synchronization signals ZS and image synchronization signals BS as brightness signals HS or corresponding color signals to the picture tube device VS , which is controlled periodically in line and in alternation.

Durch bekannte Transformationen lassen sich die Koordinaten­ und Sichtbarkeitdaten weiterbehandeln und an andere gegebene Anforderungen angepaßt ausgeben.The coordinates can be determined by known transformations and handle visibility data and share it with others Output requirements adjusted.

Claims (15)

1. Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung zur Darstellung einer durch eine vorgegebene Parameterdarstellung im Raum und ggf. durch vorgegebene Randdaten bestimmte Fläche nach einer vorgegebenen Projektionsart auf eine parametrisch vorgegebene Projektionsebene, wobei aus den Flächenparametern, ggf. den Randdaten und den Projektionsparametern Koordinatenparameter und Sichtbarkeitsdaten von Projektionsbildpunkten von ausgezeichneten Kurven, nämlich einer Kontur, des Randes und/oder ggf. eines Selbstschnittes, erzeugt und bedarfsweise gesteuert zur grafischen Darstellung auf eine Ausgabevorrichtung ausgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Suchteilverfahren, ausgehend von einem auf der Fläche liegenden Anfangspunkt (a), durch eine Quasi-Fußpunktprojektion auf eine der Kurven ein erster Kurvenpunkt (a ) und die ihm zugehörige Kurvenart durch Prüfung auf das Auftreten zu den Kontur-Rand- und/oder Selbstschnittpunkten zugehörigen, aus höheren Ableitungen der Flächenparameter geeignet gebildeten, Sichtindizes (D 1-D 6) und deren jeweils zugehörigen Gültigkeitskriterien ermittelt wird und dessen Parameter (u 1, v 1) gespeichert werden von dem ausgehend in einem ersten Folgeteilverfahren durch Bestimmung des der jeweiligen Kurve entsprechenden Sichtindex (D 1-D 6) und Beachtung der zugehörigen Gültigkeitskriterien jeweils für auf der Fläche inkremental benachbarter Punkte die Ermittlung eines weiteren zur gefundenen Kurve gehörenden Punktes und Speicherung seiner Parameter in einer zugehörigen fortlaufenden Kurvendatei erfolgt, wonach dieses erste Folgeteilverfahren zyklisch sooft in Richtung des durch die zuvor gefundenen Kurvenpunkte gegebenen Kurvenverlauf wiederholt durchgeführt wird, bis eine Änderung des entsprechenden Sichtindex (D 1-D 6) im Verlauf der Kurve festgestellt wird oder durch einen jeweils durchgeführten Prüfverfahrensschritt festgestellt wird, daß der zu untersuchende Punkt in einem jeweils vorgegebenen Toleranzbereich (Tube) um den ersten Kurvenpunkt (a) liegt, worauf das Suchteilverfahren mit veränderten Anfangsbedingungen, nämlich in anderer Richtung oder von einem zum Anfangspunkt (a) beabstandeten Flächenpunkt als Startpunkt, erneut durchgeführt wird, wobei jeweils nach Auffinden eines Kurvenpunktes überprüft wird, ob dieser in dem Toleranzbereich um einen der bereits ermittelten Kurvenpunkte liegt, worauf ggf. das Suchteilverfahren erneut mit veränderten Anfangsbedingungen begonnen wird und andernfalls das erste Folgeteilverfahren fortlaufend ausgeführt wird und gleicherweise das Such- und erste Folgeteilverfahren so lange durchgeführt werden, bis alle ausgezeichneten Kurven gefunden und als Parameterfolgen gespeichert sind, wonach auf die Kurvendateien nacheinander jeweils ein zweites Folgeteilverfahren angewandt wird, indem deren Schnitte jeweils unter Berücksichtigung des Toleranzbereiches um die zu schneidende Kurve ermittelt werden und bezüglich der so gefundenen Schnittpunkte der dort zutreffende Sichtindex (D 1- D 6) jeweils ermittelt wird, wonach, ausgehend von einer vorgegebenen Anfangssichtzahl eines vorgegebenen Ausgangspunktes, jeder ggf. durch Schnittpunkte begrenzten Kurvenkomponente die durch sukzessive Akkumulation der gefundenen Sichtindizes zwischen dem vorgegebenen Ausgangspunkt und der Kurvenkomponente zugehörig gebildete Sichtzahl zugeordnet und gespeichert wird, die gesteuert in Verbindung mit den zugehörigen Kurvendaten als Sichtbarkeitsdaten der zugehörigen Koordinatenparameter in der Projektionsebene ausgegeben wird. 1.Method for controlling a graphic output device for displaying a surface determined by a predetermined parameter representation in space and possibly by predetermined boundary data according to a predetermined projection type on a parametrically predetermined projection plane, coordinate parameters and visibility data from the surface parameters, possibly the boundary data and the projection parameters projection pixels of excellent curves, namely a contour, the edge and / or possibly a self-cut, are generated and, if necessary, are output in a controlled manner for graphic display on an output device, characterized in that, in a search part method, starting from a starting point lying on the surface ( a ), by a quasi-base point projection onto one of the curves, a first curve point ( a ) and the type of curve associated with it by checking for the occurrence of the contour edge and / or self-intersection points belonging to higher Ab lines of area parameters suitably formed, visual indices ( D 1- D 6) and their respective validity criteria are determined and their parameters ( u 1 , v 1 ) are stored, starting from the first sub-part process by determining the visual index corresponding to the respective curve ( D 1- D 6) and observance of the associated validity criteria for points incrementally adjacent on the surface, the determination of a further point belonging to the curve found and the storage of its parameters in an associated continuous curve file are carried out, after which this first subsequent part method is cyclically repeated as often as in the direction of the previously found curve points given curve shape is carried out repeatedly until a change in the corresponding visual index ( D 1- D 6) in the course of the curve is determined or it is determined by a test method step carried out in each case that the point to be examined is in a respective The specified tolerance range (tube) lies around the first curve point (a) , whereupon the search part method is carried out again with changed initial conditions, namely in a different direction or from a surface point spaced from the start point ( a ) as the start point, checking each time a curve point is found whether this is within the tolerance range around one of the curve points already determined, whereupon the search sub-procedure is started again with changed initial conditions and otherwise the first subsequent sub-procedure is carried out continuously and, likewise, the search and first sub-sub-procedure are carried out until all those that have been awarded are awarded Curves are found and stored as parameter sequences, according to which a second subsequent sub-method is applied to the curve files one after the other, in that their cuts are determined taking into account the tolerance range around the curve to be cut and related ch of the intersection points found in this way, the applicable view index ( D 1- D 6) is determined, according to which, starting from a predefined starting point number of a predefined starting point, each curve component, which may be delimited by intersection points, contains the successive accumulation of the found indexes between the predefined starting point and the curve component associated with the curve component is assigned and stored, which is output in a controlled manner in connection with the associated curve data as visibility data of the associated coordinate parameters in the projection plane. 2. Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Folgeteilverfahren von dem ersten Kurvenpunkt (a ) in beide Kurvenrichtungen nacheinander jeweils fortlaufend durchgeführt wird, wonach zu dem Suchteilverfahren zurückgekehrt wird.2. A method for controlling a graphic output device according to claim 1, characterized in that the first subsequent sub-process from the first curve point ( a ) is carried out successively in each of the two curve directions, after which the search sub-process is returned to. 3. Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Variation der Anfangsbedingungen durch Bildung von Anfangskoordinaten gemäß einer sukzessiven Verschiebung des Startpunktes auf durch den Anfangspunkt (a) verlaufenden, flächenkoordinatenparallelen Basislinien, mit einem vorgegebenen relativ großen Abstand jeweils zueinander und einer in weiteren Variationsfolgen mit geringerem, z.B. jeweils halbiertem, Abstand erfolgt.3. A method for controlling a graphic output device according to claim 1 or 2, characterized in that the variation of the initial conditions by formation of starting coordinates according to a successive shift of the starting point to baseline coordinates parallel to the starting point ( a ), with a predetermined relatively large distance in each case with one another and in further variation sequences with a smaller, for example halved, distance. 4. Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zyklische Folge der Suchteilverfahren dann beendet wird, wenn eine vorgegebene Anzahl von Abstandsverringerungen, z.B. Halbierungen, erfolgte oder nach einer vorgegebenen Zahl von Abstandsverringerungen keine weiteren der Kurvenkomponenten gefunden wurden oder eine vorgegebene Anzahl von Kurvenkomponenten der verschiedenen Kurven gefunden und bestimmt wurden.4. Method of controlling a graphic Output device according to claim 3, characterized in that that the cyclical sequence of the search sub-procedures then ends when a predetermined number of distance reductions, e.g. Halved, done or after a given number of distance reductions none of the other Curve components were found or a predetermined number of curve components of the different curves found and were determined. 5. Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die inkrementale Beabstandung benachbarter, auf einem der Sichtindizes (D 1-D 6) zu prüfende, Punkte so gewählt wird, daß deren Abstand einem vorgegebenen Bruchteil von Rasterabständen oder einer Linienbreite der anzusteuernden Ausgabevorrichtungen etwa entspricht und daß die den inkrementalen Abständen entsprechenden inkrementalen Größen eine zur angenähert differentiellen Verarbeitung zur Bildung der Sichtindizes (D 1 -D 6) ausreichend gefunden sind.5. A method for controlling a graphic output device according to one of the preceding claims, characterized in that the incremental spacing of adjacent points to be checked on one of the visual indices ( D 1- D 6) is selected such that their spacing is a predetermined fraction of grid spacings or about equal to a line width of the output devices to be controlled and that the corresponding the incremental intervals incremental sizes to a differential approximated processing for forming the visible indices (D 1 - D 6) are sufficiently found. 6. Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Toleranzbereich um eine Kurve jeweils derart vorgegeben wird, daß seine Weite ein Vielfaches, z.B. das 1000fache, des inkrementalen Punktabstandes beträgt.6. Method of controlling a graphic Dispenser according to one of the preceding claims, characterized in that the tolerance range around a curve is specified such that its width is one Multiples, e.g. 1000 times, the incremental Point spacing is. 7. Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Fläche vorgegebene Linien oder Flächenschnittkurven gemäß einer Bildung ihrer Schnitte mit den ausgezeichneten Kurven der Fläche durch Anwendung des zweiten Folgeteilverfahrens auf die Liniendaten eines in­ kremental laufenden Linienpunktes bezüglich der Kurvendateien unter Berücksichtigung des Toleranzbereiches und unter Bildung der jeweiligen Sichtzahl zu dem auftreffenden Linienteil aus den Sichtindizes (D 1-D 6) fortlaufend auf ihre Sichtbarkeit untersucht werden wobei, gemäß der Sichtbarkeit gesteuert, die entsprechenden Punktdaten in der Projektionsebene in einer Datenfolge einer Liniendatei gespeichert oder als solche auf die Ausgabevorrichtung ausgegeben werden.7. A method for controlling a graphical output device according to one of the preceding claims, characterized in that predetermined lines or surface intersection curves according to the formation of their cuts with the excellent curves of the surface by using the second subsequent part method on the line data of a line point in incremental direction with respect to the formation of their cuts The curve files are continuously examined for their visibility taking into account the tolerance range and the formation of the respective number of views for the line part from the view indices ( D 1- D 6). Controlled according to the visibility, the corresponding point data in the projection level in a data sequence of a line file stored or output as such on the output device. 8. Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherung der ausgezeichneten Kurvendateien und ggf. Liniendateien derart erfolgt, daß die Kurvenkoordinaten der jeweiligen Kurvenpunktabbildung in der Projektionsebene als Koordinatenpaar gespeichert wird. 8. Method of controlling a graphic Dispenser according to one of the preceding claims, characterized in that the storage of the excellent curve files and line files, if applicable that the curve coordinates of the respective Curve point mapping in the projection plane as Coordinate pair is saved.   9. Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Folgeverfahrensschritt mittels der auf die Projektionsebene bezogenen Kurvendateien erfolgt.9. Method of controlling a graphic Output device according to claim 8, characterized in that the second subsequent process step by means of the Curve files related to the projection level. 10. Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtzahlen jeweils zugeordnet zu den Anfangskoordinaten einer Kurvenkomponente fortlaufend gespeichert gehalten werden und die Gesamtheit der Sichtzahlen auf die niedrigste Sichtzahl zu Null normiert wird.10. Method of controlling a graphic Dispenser according to one of the preceding claims, characterized in that the view numbers each assigned to the start coordinates of a curve component be kept continuously and the entirety of the View numbers normalized to the lowest view number to zero becomes. 11. Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung mehrerer sich schneidender, ggf. mehrfach gekrümmter Flächen und/oder zur Ermittlung von Abbildungen in verschiedenen Projektionen auf einer Projektionsebene, insbes. zur Darstellung von Licht-Schattengrenzen und Sichtbarkeiten, die jeweils zu den Flächen bzw. Projektionen gehörigen ausgezeichneten Kurven dem Suchteilverfahren und den ersten Folgeteilverfahren gemäß getrennt ermittelt werden und ebenso ggf. Flächenschnittkurven ermittelt werden und die jeweilige Sichtbarkeit bzw. Licht-Schattengrenze durch Akkumulation der Sichtindizes der jeweiligen Schnitte aus gegenseitiger Schnittbildung der Kurvendaten nach dem zweiten Folgeteilverfahren bestimmt und abgespeichert werden und die Kurvendaten von den Sichtbarkeit- und/oder Licht-Schattengrenzdaten gesteuert ausgegeben werden.11. Method of controlling a graphic Dispenser according to one of the preceding claims, characterized in that several represent themselves cutting, possibly multi-curved surfaces and / or Determination of images in different projections a projection plane, especially for the representation of Light-shadow boundaries and visibility, each to the Surfaces and projections belong to the excellent curves Search sub-procedure and the first subsequent sub-procedure according to can be determined separately and also, if necessary, surface intersection curves be determined and the respective visibility or Light-shadow boundary through accumulation of the visual indices of the respective cuts from mutual intersection of the Curve data determined according to the second sub-procedure and are saved and the curve data from the visibility and / or light-shadow boundary data are output in a controlled manner. 12. Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abspeicherung der Kurvendateien gemäß einer Aufteilung der Projektionsebene in Teilfelder in Teildateien gegliedert erfolgt und die Schnittbildungen nach dem zweiten Folgeteilverfahren jeweils nur mit den zutreffenden Teildateien erfolgt.12. Method of controlling a graphic Dispenser according to one of the preceding claims, characterized in that the storage of the Curve files according to a division of the projection level into  Subfields divided into partial files and the Section formations after the second subsequent sub-procedure in each case done only with the applicable members. 13. Verfahren zur Steuerung einer grafischen Ausgabevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zugeordnet zu den Kurvendateien oder den Teildateien jeweils die Anzahl der Koordinatenpaare gespeichert werden und diese Anzahlen der Zugriffsteuerung dienen.13. Method of controlling a graphic Dispenser according to one of the preceding claims, characterized in that assigned to the curve files or the part files the number of coordinate pairs are saved and these numbers of access control serve. 14. Vorrichtung zur Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer programmgesteuerten Steuervorrichtung (ST) besteht, die eingangsseitig mit einer Eingabevorrichtung (E) verbunden ist, durch die sie mit den vorzugebenden Flächenparametern, den Projektions- und Projektionsebenenparametern, ggf. Randdaten und vorzugebende Anfangsdaten und Endkriterien ladbar ist, und mit einem Dateienspeicher (DM), in dem die verfahrensgemäß zu erzeugenden Kurvendateien von der Fläche als Folgen von Punktkoordinatenpaaren zu speichern sind und diesen zugeordnete Sichtzahlen zu speichern sind, die die jeweilige Anzahl von Punkten der Fläche, die zwischen dem projektionsgemäßen Beobachterstandpunkt und dem Kurvenpunkt liegen, angibt, und daß die Steuervorrichtung (ST) ausgabeseitig mit einer grafischen Ausgabevorrichtung (PL, VS) verbunden ist, der die Koordinatenpaare unter Steuerung von der Ausgabe von der jeweils zugehörigen Sichtzahl fortlaufend zuzuführen sind.14. Device for using the method according to one of claims 1 to 12, characterized in that it consists of a program-controlled control device ( ST) which is connected on the input side to an input device ( E ), through which it with the area parameters to be specified, the projection - and projection level parameters, possibly edge data and predetermined start dates and end criteria can be loaded, and with a file memory (DM) in which the curve files to be generated according to the method are to be saved from the surface as sequences of point coordinate pairs and the associated view numbers are to be saved, which are the indicates the respective number of points of the area which lie between the projection-oriented observer position and the curve point, and that the control device (ST) is connected on the output side to a graphic output device (PL, VS) which controls the coordinate pairs under the control of the output of the respective associated visual count l are to be fed continuously. 15. Vorrichtung zur Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die grafische Ausgabevorrichtung (VS) über einem Bildpunktspeicher (MB) mit der Steuervorrichtung (ST) verbunden ist und die ausgegebenen Koordinatenpaare einer Koordinatenauswahl der Bildpunktspeicherplätze dienen, in die so, jeweils der zugeordneten Sichtzahl entsprechend, ein Helligkeits- oder Farbkennzeichen einzuspeichern ist, und daß der Bildpunktspeicher (MB) durch eine zyklische Bildsteuervorrichtung (BZ) fortlaufend adressiert und auslesbar ist und die gelesenen Helligkeits- oder Farbkennzeichen, gemischt mit Synchronisationssignalen (BS, ZS), einer zeilengesteuerten und bildwechselgesteuerten Videoröhre zugeführt sind.15. The apparatus for using the method according to claim 14, characterized in that the graphic output device (VS) is connected via a pixel memory (MB) to the control device (ST) and the output coordinate pairs are used to select a coordinate of the pixel memory locations, in each case according to the assigned number of views, a brightness or color code is to be stored, and that the pixel memory (MB) is continuously addressed and readable by a cyclic image control device (BZ) and the read brightness or color codes, mixed with synchronization signals (BS, ZS) , one line-controlled and image change-controlled video tube are supplied.
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