JP3732174B2

JP3732174B2 - Three-dimensional configuration editing method and three-dimensional configuration editing apparatus

Info

Publication number: JP3732174B2
Application number: JP2002354169A
Authority: JP
Inventors: 卓志藤田; 充昭福田; 智佳子松本; 雅明太田; 均松本; 秀郎進藤; 和久大江; 友一長井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-04-25
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2021-01-05
Also published as: JP2003178330A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３次元空間に配置された立体を２次元画面で表示する図形表示システムにおける３次元立体配置編集方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
３次元空間に配置された立体を２次元画面で表示する図形表示システムにおいては、配置された立体を移動及び回転させる場合や、立体を一部の方向又はすべての方向について拡大及び縮小させる場合等の編集を行う場合、ユーザがマウス等の指示装置を操作して画面に表示されるカーソルを移動させて指示を入力する。
【０００３】
表示された立体を移動する第１の従来方法においては、正面図、側面図及び平面図の３面図を表示し、それぞれの画面上で画面に平行な移動操作を行い、各図における移動を合成して３次元の移動を行っていた。
【０００４】
しかし、この方法では、３次元空間において任意の方向に立体を移動させるためには３面図の内の少なくとも２図において操作を行う必要があるため、操作が煩雑である。また、最終的な３次元の移動は、各図における移動を合成して得られるため、移動方向及び移動量を直観的に認識するのが難しいという問題がある。しかも、３面図の各図は平行投影法によって作成されるが、平行投影法では３次元空間内の物体が増加した場合には、表示される立体に重なりが多く生じ、画面の理解が難しくなるという問題がある。
【０００５】
表示された立体を移動する第２の従来方法においては、同様に３面図を用いるが、各図において移動ベクトルを入力し、対象となる立体を選択して移動させていた。
【０００６】
しかし、この方法では、移動方向を直感的に認識しにくいという問題がある。また、上記の第１の従来方法と同様の問題も有する。
【０００７】
また、２次元画面に３次元空間に配置された立体を表示した状態で移動させることは、画面上で移動方向や移動量を特定することができないため、難しかった。
【０００８】
表示された立体を拡大あるいは縮小する従来方法においては、画面上でマウス等を用いて立体を指示し、マウスをクリックした状態で移動させるドラッグをすることによって相似拡大していた。
【０００９】
しかし、この方法では、立体のタテ・ヨコ・高さ方向である３軸方向を独立して拡大・縮小操作ができないという問題があった。
【００１０】
表示された立体を回転する従来の第１の方法においては、画面上で立体を指示し、ドラッグすることによって、画面に向かって上下、あるいは左右方向の回転の２自由度で立体を回転させていた。
【００１１】
しかし、この方法では、特定の軸について回転させるのが難しく、正確な回転量が入力しにくいという問題があった。
【００１２】
表示された立体を回転する従来の第２の方法においては、回転軸をあらかじめ３面図等で入力し、その軸のまわりにマウスドラッグによって立体を回転させていた。
【００１３】
しかし、この方法では、回転軸の設定が難しいという問題があった。
【００１４】
表示された立体を回転する従来の第３の方法においては、個々の立体について最初から定義されている軸について、マウスドラッグによって立体を回転させていた。
【００１５】
しかし、この方法では、各立体について１種類の回転軸についての回転しかできず、所望の回転ができないという問題があった。
【００１６】
表示された立体を回転する従来の第４の方法においては、画面に対して定まる特定の軸、例えば、画面に垂直な軸、画面に平行な水平軸、垂直軸について立体を回転させていた。
【００１７】
しかし、この方法では、斜めから見た透視図などでは、立体固有の軸に関する回転操作ができないという問題があった。
【００１８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来方法のような繁雑な作業を行うことなく、従来の２次元図面作成ツールと同様の直感的な操作で立体配置の編集作業が行なえるような３次元立体配置編集方法及び編集装置の実現を目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の３次元立体配置編集方法は、上記問題点を解決するため、編集対象として選択した立体について、その立体に外接する直方体の輪郭線を表示する。その上で編集内容を選択し、その輪郭線上を画面指示位置入力手段（マウス等）で指示し、操作することによって編集を行なえるようにする。このとき、選択された編集の内容と外接直方体のどの位置が指示されたかによって、編集時の基準となる不動辺又は不動点が自動的に設定されるようにする。
【００２０】
編集内容として立体を回転させる操作を選択した時には、外接直方体の辺上を指示し、画面指示位置入力手段をドラッグ操作する。このとき、どの辺が指示されたかに応じて回転軸が定められ、その軸を中心にカーソルの操作に応じて立体が回転する。
【００２１】
編集内容として立体を拡大あるいは縮小させる操作を選択した時には、外接直方体の辺あるいは頂点上を指示し、カーソルをドラッグ操作する。このとき、どの辺あるいは頂点が指示されたかに応じて不動軸あるいは不動点が定められ、不動軸が定められた場合はその軸と直交する２方向の自由度に関し、立体が拡大・縮小される。一方、不動点が定められた場合はその点を中心として相似的に、画面位置指示手段の操作に応じて立体が拡大・縮小される。
【００２２】
編集内容として立体を移動させる操作を選択した時には、外接直方体の辺あるいは立体そのものを指示し、画面指示位置入力手段をドラッグ操作することによる。移動方向については、あらかじめ移動平面方向を設定しておく。
【００２３】
本発明の第２の態様の３次元立体配置編集方法では、立体移動操作において、立体が移動する方向を移動平面方向として定義し、その向きを設定した上で、カーソルをドラッグ操作して立体をこの移動平面方向に移動させる。設定された移動平面方向は、３次元空間において平面方向を定義する２本の直交する直線（移動平面方向軸）と、それに直交する１本の直線によって表示される。前者と後者は別の色で表示することによって区別する。また、これら３本の直線は１点で交わるようにし、その１点が通常は画面指示位置入力手段による画面指示位置と一致するようにする。
【００２４】
【作用】
本発明の第１の態様の３次元立体配置編集方法によれば、回転操作あるいは拡大・縮小操作において、いちいち回転軸あるいは拡大方向、拡大中心等を設定すること無く、外接直方体のどこを指示するかによって、編集操作時に回転軸あるいは不動点・不動軸を素早く選択できる。これにより操作性が向上する。
【００２５】
本発明の第２の態様の３次元立体配置編集方法によれば、表示されている透視図の表示パラメタ（視点位置、注視方向、視野角等）によらず、任意の移動方向を設定して立体を移動させることができる。また、３本の軸表示によって、その方向を視覚的に容易に認識できる。
【００２６】
【実施例】
図１は、本発明が適用される図形表示装置（コンピュータグラフィックシステム）の構成を示すブロック図である。本発明のコンピュータグラフィックシステムは、ＣＰＵ１、バス２、メモリ３、外部記憶装置４、入力装置５、画面上位置入力装置６、表示装置７を備えるコンピュータシステム、およびその上で動作するプログラムによって実現できる。
【００２７】
本発明の実行時には、プログラムはメモリ３上に配置され、ＣＰＵ１がメモリ３上のプログラムを実行することによって本発明が実行される。本発明実行時のデータはメモリ３中に置かれ、データを保存する場合には外部記憶装置に保存される。
【００２８】
入力装置５としてはキーボード、画面上位置入力装置６としてはマウスあるいはタブレットを用いる。マウスあるいはタブレットは画面上の一点を指示入力するためのものであり、移動操作によって画面上の指示位置（カーソルを表示）を動かすことができるほか、ボタン操作によって入力確定を行うことができる。
【００２９】
図２は、図１の計算機システムの外観図である。参照番号１０は、コンピュータであり、内部にＣＰＵ１、バス２、メモリ３、外部記憶装置４を有している。入力装置としてはキーボード５が、表示装置としてはＣＲＴディスプレイ７が使用される。本実施例では、画面上位置入力装置としてマウス６を使用する。
【００３０】
図３と図４は、図１の計算機システムを用いて実現した本発明の実施例の３次元立体配置編集装置の機能ブロック図である。
【００３１】
図３と図４に示すように、本実施例の３次元立体配置編集装置は、指示入力検出手段１１と、画面指示位置検出手段１２と、ローカル座標系方向算出手段１４と、表示パラメータ算出手段１５と、立体選択手段３１と、立体編集処理手段３２と、ローカル座標系方向記憶手段２０と、表示パラメータ記憶手段２１と、立体配置データ算出手段２２と、画面指示位置表示手段３３と、補助線表示手段２４と、直方体輪郭線表示手段２５と、立体表示手段２６と、立体詳細形状記憶手段２７と、立体配置データ記憶手段２８と、表示装置７と、データ入出力手段２９とを有する。
【００３２】
３次元空間における立体の配置は、立体詳細形状データと立体配置データを用いて定義される。立体詳細形状データは、立体を定義する座標系（立体詳細形状定義座標系）において、立体の形状を詳細に定義したものであり、例えば立体が多面体である場合は、その全頂点の座標、各面を構成する頂点のリスト、その他立体の定義に必要な情報を含む。立体詳細形状定義座標系における立体詳細形状データは、配置される前にローカル座標系のデータに変換される。一方、立体配置データは、ローカル座標系において詳細形状を定義された立体の、ワールド座標系における配置および大きさ（縮尺）を定義するデータである。すなわち、ローカル座標系からワールド座標系への座標変換のための行列を含む。（実際には、単一の座標変換行列ではなく、回転、縮尺等の変換を別々に表現する場合もある。）
一般には、空間内に異なった詳細形状を持つ複数の立体を配置することになるので、立体配置データ記憶手段２２および立体詳細形状記憶手段２７には、それぞれ複数の立体についてのデータを記憶する。そして、立体配置データ記憶手段２２に記憶される各立体のデータには、その立体がどの立体詳細形状データに対応するかを識別するための情報を付随させる。
【００３３】
立体詳細形状記憶手段２７および立体配置データ記憶手段２８に記憶されたデータは、データ入出力手段２９を用いて外部記憶装置４に保存することができる。また逆に、外部記憶装置４に保存されたデータをデータ入出力手段２９を用いて読み込むことができる。
【００３４】
次に、本実施例における画面表示について説明する。図５は、本実施例における表示画面の例を示す図である。
【００３５】
図５に示すように、本実施例においては、３次元空間に定義された立体、画面指示位置表示（マウスカーソル）、後述する補助線（３Ｄカーソル）及びツールパレットを表示装置７の画面に表示する。マウスカーソルは、マウスの操作に連動して動く。この表示は、３次元世界座標系について定義された上記各データに対して座標変換を施し、２次元の画面座標に変換し、表示するものである。この変換を定義するのが表示パラメタである。本発明では、入力操作および画像表示を行うために、あらかじめ表示パラメタ算出手段１５を用いて表示パラメタを決定し、表示パラメタ記憶手段２１に値を記憶させておく。
【００３６】
表示パラメタは、３次元座標空間における視点位置、注視方向、傾き角（ロールアングル）、視野角を定義する情報で構成される。実際には、視点位置、注視方向および傾き角は、まとめて一つの４×４行列で定義できる。これは、世界座標系から視点座標系（視点を原点とし、画面水平方向のＸ軸、画面鉛直方向のＹ軸、注視点方向のＺ軸によって定義される、３次元直交座標系）への座標変換行列である。視野角は、画面横方向の視野の角度を定義する。
【００３７】
表示パラメタ算出手段１５は、ユーザが表示パラメタ変更のための操作を、入力装置あるいは画面上位置入力装置を用いて行なった際に、それを指示入力検出手段１１あるいは画面指示位置検出手段１２で検出し、その内容に応じて、プログラムの記述に従い、新たな表示パラメタの値を算出し、表示パラメタを設定もしくは変更する。
【００３８】
ツールパレットは、編集内容を表示する部分であり、カーソルで指示することにより、表示された編集内容が選択できるようになっている。
【００３９】
図６は、実施例における立体配置編集操作の手順を示す図である。
【００４０】
図６に示すように、ステップ６１０では、編集の対象となる立体をカーソルで選択する。ステップ６２０では、選択した立体に外接する直方体の輪郭線が表示される。ステップ６３０では、選択した立体に対して行おうとする編集内容を図４のツールパレットから選択する。ステップ６３０は、ステップ６１０、６２０より前に行うことも可能である。ステップ６４０では、カーソルで表示された直方体の一部を指示し、ステップ６５０では、ステップ６４０で指示した直方体の部分に対してカーソルをドラッグする。これに応じて、ステップ６６０では、ステップ６３０で選択された編集内容、ステップ６４０で指示された直方体の部分、及びドラッグ量に応じて対象となる立体を編集する。
【００４１】
以下、図６の各ステップについて、詳しく説明する。
【００４２】
まず、立体を選択し、それに外接する直方体を表示する工程について説明する。
【００４３】
立体配置データ記憶手段２８では、個々の立体が選択状態にあるかどうかの情報を保持している。選択状態にある立体については、直方体輪郭線表示手段２５によって外接直方体枠が表示される。
【００４４】
編集の対象となる立体を選択する場合には、編集の対象とする立体の上にマウスカーソルを合わせ、ボタンをクリックすると、画面指示位置検出手段１２および指示入力検出手段１１はそれを検出し、立体選択手段３１は、立体配置データ記憶手段２８および立体詳細形状記憶手段２７に記憶されているデータをもとに、指示された立体を判別し、その立体を選択状態とし、直方体輪郭線表示手段２５は、選択状態の立体の外接直方体を表示する。
【００４５】
後述するように、キーボード等の操作に応じて、立体選択手段３１は、単独選択（指示された立体のみを選択）またはトグル選択（指示された立体の選択状態を反転）処理が可能である。また、マウスボタンを押したままマウスをドラッグした場合、ドラッグ開始・終了点を頂点とする長方形領域内の立体を同時に指示したものと判断し、それらの立体について上記処理を行う。
【００４６】
図６のステップ６４０から６６０の操作は、ステップ６３０で選択された編集内容に応じて異なるので、ステップ６３０で選択される編集内容とその場合の操作について編集内容毎に説明する。
【００４７】
図７は編集内容として回転操作を選択した場合の操作を説明する図である。回転操作には２種類の操作がある。１つは、指示した辺に平行な立体の中心軸を回転軸とする操作であり、もう１つは、指示した辺に平行な直方体の対角辺を回転軸とする操作である。（１）は立体の中心軸を回転軸とする時の操作を、（２）は対角辺を回転軸とする操作を示す。
【００４８】
立体の回転操作を行うためには、まず図５のステップ６３０で回転編集モードを選択する。編集モードの選択は、マウスカーソルをツールパレット上の適当なアイコンに合わせてマウスボタンを押すことにより行われる。マウスの操作は、画面指示位置検出手段１２および指示入力検出手段１１によって検出され、その結果を立体編集処理手段３２が受取り、回転編集モードの設定あるいは回転軸算出法の選択が行われる。ツールパレット上には、上記の２種類の回転操作に対応するアイコンがあり、これを選択する。
【００４９】
立体回転操作においては、まずマウスカーソルを、表示されている外接直方体枠の辺に合わせ、マウスボタンを押す。すると、画面指示位置検出手段１２および指示入力検出手段１１はその操作を検出し、それを受取った立体編集処理手段３２は、立体配置データ記憶手段２８に記憶されているデータをもとに指示された辺を判別し、上記の２つの回転操作のいずれかであるかに応じて回転軸を算出する。立体の中心軸を回転軸とする編集内容の時には、図７の（１）に示すように、指示した辺に平行な立体の中心軸が回転軸として算出される。対角辺を回転軸とする編集内容の時には、図７の（２）に示すように、指示した辺に平行な直方体の対角辺が回転軸として算出される。
【００５０】
続いて、マウスボタンを押したままマウスをドラッグすると、画面指示位置検出手段１２はマウスの動きを随時検出し、その結果を受取った立体編集処理手段３２は、マウスボタンを押した位置を基準としたマウスの変位量をもとに回転角を決定し、立体配置データ算出手段２２は、その角度だけ回転した外接直方体枠を求め、直方体輪郭線表示手段２５はそれを表示する。図７の（１）では、指示した辺に平行な立体の中心軸を回転軸として回転され、図７の（２）では、指示した辺に平行な直方体の対角辺を回転軸として回転される。ただし、複数の立体が選択されているときは、それぞれ立体について算出された軸の回りに外接直方体枠を回転させる。また、階層構造の親である立体が選択されている場合は、子孫の立体についても、親との相対関係を保つように親と同じ軸の回りに回転させる。
【００５１】
マウスを移動させた先でマウスボタンを放すと、立体編集処理手段３２は、その時点での回転角を確定し、立体配置データ算出手段２２は、確定した角度の立体配置データを求め、それをもとに立体表示手段２６は立体を表示する。
【００５２】
図８は編集内容として立体の拡大／縮小を選択した場合の操作を説明する図である。拡大／縮小操作にも２種類の操作がある。１つは、指示した辺に平行な立体の中心軸を不動軸とする操作であり、もう１つは、指示した辺に平行な直方体の対角辺を不動軸とする操作である。（１）は立体の中心軸を不動軸とする時の操作を、（２）は対角辺を不動軸とする操作を示す。
【００５３】
立体の拡大・縮小操作を行うためには、まず拡大・縮小編集モードを選択しておく必要がある。編集モードの選択は、マウスカーソルをツールパレット上の適当なアイコンに合わせてマウスボタンを押すことによる。マウスの操作は、画面指示位置検出手段１２および指示入力検出手段１１によって検出され、その結果を立体編集処理手段３２が受取り、２種類の拡大・縮小編集モードのいずれかの設定あるいは不動軸算出法の選択が行われる。ツールパレット上には、上記の２種類の回転操作に対応するアイコンがあり、これを選択する。
【００５４】
立体拡大・縮小操作においては、まずマウスカーソルを、表示されている外接直方体枠の辺に合わせ、マウスボタンを押す。すると、画面指示位置検出手段１２および指示入力検出手段１１はその操作を検出し、それを受取った立体編集処理手段３２は、立体配置データ記憶手段２８に記憶されているデータをもとに指示された辺を判別し、不動軸を算出する。立体の中心軸を不動軸とする編集内容の時には、図８の（１）に示すように、指示した辺に平行な立体の中心軸が不動軸として算出される。対角辺を不動軸とする編集内容の時には、図８の（２）に示すように、指示した辺に平行な直方体の対角辺が不動軸として算出される。
【００５５】
続いて、マウスボタンを押したままマウスをドラッグすると、画面指示位置検出手段１２はマウスの動きを随時検出し、その結果を受取った立体編集処理手段３２は、マウスボタンを押した位置を基準としたマウスの変位量をもとに、不動軸と直交する２軸方向の倍率を決定し、立体配置データ算出手段２２は、その倍率だけ拡大・縮小した外接直方体枠を求め、直方体輪郭線表示手段２５はそれを表示する。ただし、複数の立体が選択されているときは、それぞれ立体について算出された不動軸に対して拡大・縮小する。図８の（１）では、指示した辺に平行な立体の中心軸を不動軸として拡大又は縮小され、図８の（２）では、指示した辺に平行な直方体の対角辺を不動軸として拡大又は縮小される。
【００５６】
マウスを移動させた先でマウスボタンを放すと、立体編集処理手段３２は、その時点での倍率を確定し、立体配置データ算出手段２２は、確定した倍率に応じて立体配置データを求め、それをもとに立体表示手段２６は立体を表示する。
【００５７】
図９は編集内容として立体の相似拡大／縮小を選択した場合の操作を説明する図である。相似拡大／縮小操作にも２種類の操作がある。１つは、指示した立体の中心を不動点とする操作であり、もう１つは、指示した頂点に対する直方体の対角点を不動点とする操作である。（１）は立体の中心点を不動点とする時の操作を、（２）は対角点を不動点とする操作を示す。
【００５８】
相似立体拡大・縮小操作においては、まずマウスカーソルを、表示されている外接直方体枠の頂点に合わせ、マウスボタンを押す。すると、画面指示位置検出手段１２および指示入力検出手段１１はその操作を検出し、それを受取った立体編集処理手段３２は、立体配置データ記憶手段２８に記憶されているデータをもとに指示された頂点を判別し、不動点を算出する。立体の中心点を不動点とする編集内容の時には、図９の（１）に示すように、指示した立体の中心点が不動点として算出される。対角点を不動点とする編集内容の時には、図９の（２）に示すように、指示した頂点対する直方体の対角点が不動軸として算出される。
【００５９】
続いて、マウスボタンを押したままマウスをドラッグすると、画面指示位置検出手段はマウスの動きを随時検出し、その結果を受取った立体編集処理手段３２は、マウスボタンを押した位置を基準としたマウスの変位量をもとに、相似倍率を決定し、立体配置データ算出手段２２は、その倍率だけ拡大・縮小した外接直方体枠を求め、直方体輪郭線表示手段２５はそれを表示する。ただし、複数の立体が選択されているときは、それぞれ立体について算出された不動点に対して拡大・縮小する。図９の（１）では、指示した立体の中心点を不動点として拡大又は縮小され、図９の（２）では、指示した頂点に対する直方体の対角点を不動点として拡大又は縮小される。
【００６０】
マウスを移動させた先でマウスボタンを放すと、立体編集処理手段３２は、その時点での倍率を確定し、立体配置データ算出手段２２は、確定した倍率に応じて立体配置データを求め、それをもとに立体表示手段２６は立体を表示する。
【００６１】
図１０は編集内容として立体の平行操作を選択した場合の操作を説明する図である。
【００６２】
立体の移動操作を行うためには、まず移動編集モードを選択しておく必要がある。編集モードの選択は、マウスカーソルをツールパレット上の適当なアイコンに合わせてマウスボタンを押すことによる。マウス操作は画面指示位置検出手段１２および指示入力検出手段１１によって検出され、その結果を立体編集処理手段３２が受取り、モードの設定が行われる。
【００６３】
立体移動操作においては、まずマウスカーソルを、表示されている外接直方体枠の辺あるいは表示されている立体に合わせ、マウスボタンを押す。すると、画面指示位置検出手段１２および指示入力検出手段１１はその操作を検出し、それを受取った立体編集処理手段３２は、ローカル座標系方向記憶手段２０に記憶されている移動平面方向（マウスを動かしたときに立体が移動する平面の方向）に関するデータを元に、マウスの移動量から立体の３次元移動量を求める関数を算出する。
【００６４】
続いて、マウスボタンを押したままマウスをドラッグすると、画面指示位置検出手段１２はマウスの動きを随時検出し、その結果を受取った立体編集処理手段３２は、マウスボタンを押した位置を基準としたマウスの変位量をもとに、先に求めた関数を用いて立体移動量を決定し、立体配置データ算出手段２２は、その立体移動量だけ移動した外接直方体枠を求め、直方体輪郭線表示手段２５はそれを表示する。ただし、複数の立体が選択されているときは、それぞれ立体について外接直方体枠を移動させる。また、階層構造の親である立体が選択されている場合は、子孫の立体についても、親と同じ移動量だけ移動させる。
【００６５】
マウスを移動させた先でマウスボタンを放すと、立体編集処理手段３２は、その時点での立体移動量を確定し、立体配置データ算出手段２２は、確定した移動量だけ移動させた立体配置データを求め、立体配置データ記憶手段２８の記憶内容を更新する。また、それをもとに立体表示手段２６は立体を表示する。
【００６６】
次に、ローカル座標系における移動平面方向に関するデータの設定について説明する。
【００６７】
形状入力の準備として、これから入力する立体のローカル座標系方向を設定し、ローカル座標系方向記憶部２０に記憶させておく。本実施例では、このローカル座標系方向記憶部２０に移動平面方向に関するデータを記憶しておく。
【００６８】
ローカル座標系方向は、世界座標系におけるローカル座標系の３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の方向ベクトルを３×３行列で表現する。加えて、高さ入力方向軸がどの軸であるかという情報を含む。
【００６９】
ローカル座標系における移動平面方向に関するデータの設定方法の例を図１１及び図１２に示す。
【００７０】
図１１は、画面上に表示されている立体に移動平面方向を合わせる方法を示す図である。マウスカーソルを表示されている立体に合わせ、指示操作（マウスボタンクリック）を行うと、ローカル座標系方向算出手段１４は、指示された立体を判別し、その立体のローカル座標系方向を新たな移動平面方向とし、ローカル座標系方向記憶手段２０に記憶する。
【００７１】
図１２は、既にローカル座標系方向記憶手段２０において記憶されている移動平面方向を修正する方法を示す図である。まず現在の移動平面方向の各軸と平行な辺を持つ立方体の枠（ワイヤフレーム）を画面に表示し、そのいずれかの辺上にマウスカーソルを合わせてボタンを押下したまま移動（ドラッグ）したとき、マウス移動中は随時、ローカル座標系方向算出手段１４において、上記の立方体を、マウスカーソル移動方向および移動量に応じて回転角度を決定し、マウスカーソルを合わせた辺と平行かつ立方体中心を通る直線を軸として回転させ、表示する。マウスボタンを離した時点での立方体の各辺と平行な軸を、新たな移動平面方向とし、移動平面方向を決定する。
【００７２】
上記のように、立体を移動する場合には、直接立体を指示すればよく、かならずしも立体に外接する直方体を表示する必要はない。
【００７３】
前述のように、本実施例の３次元図形編集装置では、複数の立体を対象として同時に編集することが可能である。マウスボタンを押したままマウスをドラッグした場合、ドラッグ開始・終了点を頂点とする長方形領域内の立体を同時に指示したものと判断し、それらの立体について上記処理を行う。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の２次元図面作成ツールと同様の直感的な操作で立体配置の編集作業が行なえる３次元立体配置編集方法及び編集装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のシステム構成を示す図である。
【図２】実施例で使用する装置の外観を示す図である。
【図３】実施例で使用する装置の機能ブロック図である。
【図４】実施例で使用する装置の機能ブロック図である。
【図５】実施例におけるディスプレイ画面を示す図である。
【図６】実施例における編集操作の手順を示すフローチャートである。
【図７】回転操作を説明する図である。
【図８】拡大／縮小操作を説明する図である。
【図９】相似拡大／縮小操作を説明する図である。
【図１０】平行移動操作を説明する図である。
【図１１】ローカル座標系での移動平面方向設定方法を説明するための図である。
【図１２】ローカル座標系での移動平面方向設定方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１１…指示入力検出手段
１２…画面指示位置検出手段
１４…ローカル座標系方向算出手段
１５…表示パラメータ算出手段
２０…ローカル座標系方向記憶手段
２１…表示パラメータ記憶手段
２２…立体配置データ算出手段
２５…直方体輪郭線表示手段
２６…立体表示手段
２７…立体詳細形状記憶手段
２８…立体配置データ記憶手段
３１…立体選択手段
３２…立体編集処理手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a three-dimensional solid arrangement editing method in a graphic display system for displaying a solid arranged in a three-dimensional space on a two-dimensional screen.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
In a graphic display system that displays a solid arranged in a three-dimensional space on a two-dimensional screen, when the arranged solid is moved and rotated, or when a solid is enlarged or reduced in some or all directions, etc. When editing, the user operates a pointing device such as a mouse to move the cursor displayed on the screen and input an instruction.
[0003]
In the first conventional method of moving the displayed solid, a front view, a side view and a plan view are displayed, and a movement operation parallel to the screen is performed on each screen, and the movement in each figure is performed. It was synthesized and moved in three dimensions.
[0004]
However, in this method, in order to move a solid body in an arbitrary direction in the three-dimensional space, it is necessary to perform an operation on at least two of the three views, so that the operation is complicated. Further, since the final three-dimensional movement is obtained by combining the movements in the respective drawings, there is a problem that it is difficult to intuitively recognize the movement direction and the movement amount. In addition, each figure of the three-view drawing is created by the parallel projection method. However, when the number of objects in the three-dimensional space is increased in the parallel projection method, the displayed solids are often overlapped and it is difficult to understand the screen. There is a problem of becoming.
[0005]
In the second conventional method for moving the displayed solid, a three-view diagram is similarly used. In each figure, a movement vector is input, and the target solid is selected and moved.
[0006]
However, this method has a problem that it is difficult to intuitively recognize the moving direction. Moreover, it has the same problem as the first conventional method.
[0007]
In addition, it is difficult to move a three-dimensional space arranged in a three-dimensional space on a two-dimensional screen because the moving direction and amount of movement cannot be specified on the screen.
[0008]
In the conventional method of enlarging or reducing the displayed solid, the similar enlargement is performed by pointing the solid using a mouse or the like on the screen and dragging the mouse while the mouse is clicked.
[0009]
However, in this method, there is a problem in that it is not possible to perform the enlargement / reduction operation independently in the three axis directions which are the vertical, horizontal, and height directions of the solid.
[0010]
In the first conventional method of rotating the displayed solid, the solid is instructed on the screen and dragged to rotate the solid with two degrees of freedom in the vertical and horizontal directions toward the screen. It was.
[0011]
However, this method has a problem that it is difficult to rotate a specific axis, and it is difficult to input an accurate rotation amount.
[0012]
In the second conventional method for rotating the displayed solid, the rotation axis is input in advance using a three-view drawing or the like, and the solid is rotated around the axis by dragging the mouse.
[0013]
However, this method has a problem that it is difficult to set the rotation axis.
[0014]
In the third conventional method for rotating the displayed solid, the solid is rotated by dragging the mouse about the axis defined from the beginning for each solid.
[0015]
However, this method has a problem that only one type of rotation axis can be rotated for each solid body, and a desired rotation cannot be performed.
[0016]
In the fourth conventional method for rotating the displayed solid, the solid is rotated about a specific axis determined with respect to the screen, for example, an axis perpendicular to the screen, a horizontal axis parallel to the screen, and a vertical axis.
[0017]
However, this method has a problem in that a rotation operation about an axis unique to a solid body cannot be performed in a perspective view seen obliquely.
[0018]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the editing operation of a three-dimensional layout can be performed by an intuitive operation similar to that of a conventional two-dimensional drawing creation tool without performing a complicated operation as in the conventional method. An object of the present invention is to realize a three-dimensional three-dimensional layout editing method and editing apparatus that can be performed.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the three-dimensional solid arrangement editing method of the present invention displays the outline of a rectangular parallelepiped that circumscribes a solid selected as an editing target. Then, the contents to be edited are selected, and the contour line is instructed by a screen instruction position input means (such as a mouse) and edited so that the editing can be performed. At this time, a fixed side or a fixed point serving as a reference at the time of editing is automatically set depending on the content of the selected editing and the position of the circumscribed cuboid.
[0020]
When the operation for rotating the solid is selected as the editing content, the user designates the side of the circumscribed cuboid and drags the screen designation position input means. At this time, a rotation axis is determined according to which side is designated, and the solid is rotated around the axis according to the operation of the cursor.
[0021]
When the operation for enlarging or reducing the solid is selected as the editing content, the user designates the side or vertex of the circumscribed cuboid and drags the cursor. At this time, a fixed axis or a fixed point is determined according to which side or vertex is designated, and when a fixed axis is determined, the solid is enlarged or reduced with respect to the degree of freedom in two directions orthogonal to the axis. . On the other hand, when a fixed point is determined, the solid is enlarged / reduced according to the operation of the screen position instruction means in a similar manner around that point.
[0022]
When the operation of moving the solid is selected as the editing content, the side of the circumscribed cuboid or the solid itself is designated, and the screen designation position input means is dragged. As for the moving direction, the moving plane direction is set in advance.
[0023]
In the three-dimensional solid arrangement editing method according to the second aspect of the present invention, in the three-dimensional movement operation, the direction in which the solid moves is defined as the movement plane direction, the direction is set, and then the cursor is dragged to operate the three-dimensional object. It is moved in the moving plane direction. The set moving plane direction is displayed by two orthogonal straight lines (moving plane direction axis) that define the plane direction in the three-dimensional space and one straight line orthogonal thereto. The former and the latter are distinguished by displaying them in different colors. Further, these three straight lines intersect at one point, and the one point usually coincides with the screen designation position by the screen designation position input means.
[0024]
[Action]
According to the three-dimensional layout editing method of the first aspect of the present invention, in the rotation operation or the enlargement / reduction operation, the position of the circumscribed cuboid is indicated without setting the rotation axis, the enlargement direction, the enlargement center, etc. Depending on how, the rotation axis or fixed point / fixed axis can be selected quickly during editing operation. This improves operability.
[0025]
According to the 3D three-dimensional layout editing method of the second aspect of the present invention, an arbitrary moving direction can be set regardless of the display parameters (view point position, gaze direction, viewing angle, etc.) of the displayed perspective view. A solid can be moved. In addition, the direction can be easily recognized visually by displaying three axes.
[0026]
【Example】
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a graphic display device (computer graphic system) to which the present invention is applied. The computer graphic system of the present invention can be realized by a computer system including a CPU 1, a bus 2, a memory 3, an external storage device 4, an input device 5, an on-screen position input device 6, a display device 7, and a program operating on the computer system. .
[0027]
At the time of execution of the present invention, the program is arranged on the memory 3, and the present invention is executed by the CPU 1 executing the program on the memory 3. Data when the present invention is executed is stored in the memory 3, and is stored in an external storage device when the data is stored.
[0028]
A keyboard is used as the input device 5 and a mouse or a tablet is used as the on-screen position input device 6. The mouse or tablet is used to instruct and input one point on the screen, and can move the indicated position (display the cursor) on the screen by a moving operation, and can confirm the input by operating a button.
[0029]
FIG. 2 is an external view of the computer system of FIG. Reference numeral 10 is a computer having a CPU 1, a bus 2, a memory 3, and an external storage device 4 therein. A keyboard 5 is used as an input device, and a CRT display 7 is used as a display device. In this embodiment, the mouse 6 is used as an on-screen position input device.
[0030]
3 and 4 are functional block diagrams of the three-dimensional configuration editing apparatus of the embodiment of the present invention realized by using the computer system of FIG.
[0031]
As shown in FIGS. 3 and 4, the three-dimensional three-dimensional layout editing apparatus according to the present embodiment includes an instruction input detection unit 11, a screen instruction position detection unit 12, a local coordinate system direction calculation unit 14, and a display parameter calculation unit. 15, solid selection means 31, solid edit processing means 32, local coordinate system direction storage means 20, display parameter storage means 21, solid arrangement data calculation means 22, screen indication position display means 33, auxiliary line The display unit 24, the rectangular parallelepiped outline display unit 25, the three-dimensional display unit 26, the three-dimensional detailed shape storage unit 27, the three-dimensional arrangement data storage unit 28, the display device 7, and the data input / output unit 29 are provided.
[0032]
The arrangement of the solid in the three-dimensional space is defined by using the detailed solid shape data and the solid arrangement data. The three-dimensional detailed shape data is a detailed definition of the shape of a solid in a coordinate system that defines a solid (stereoscopic detailed shape definition coordinate system). For example, when a solid is a polyhedron, the coordinates of all its vertices, Contains a list of vertices that make up a face and other information needed to define solids. The three-dimensional detailed shape data in the three-dimensional detailed shape definition coordinate system is converted into data in the local coordinate system before being arranged. On the other hand, the solid arrangement data is data defining the arrangement and size (scale) of a solid whose detailed shape is defined in the local coordinate system in the world coordinate system. That is, a matrix for coordinate conversion from the local coordinate system to the world coordinate system is included. (In actuality, instead of a single coordinate transformation matrix, transformations such as rotation and scale may be expressed separately.)
In general, since a plurality of solids having different detailed shapes are arranged in the space, the three-dimensional arrangement data storage unit 22 and the three-dimensional detailed shape storage unit 27 store data for a plurality of solids, respectively. The data of each solid stored in the solid arrangement data storage means 22 is accompanied with information for identifying which solid detailed shape data corresponds to the solid.
[0033]
Data stored in the three-dimensional detailed shape storage means 27 and the three-dimensional arrangement data storage means 28 can be stored in the external storage device 4 using the data input / output means 29. Conversely, data stored in the external storage device 4 can be read using the data input / output means 29.
[0034]
Next, screen display in the present embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a display screen in the present embodiment.
[0035]
As shown in FIG. 5, in this embodiment, a solid defined in a three-dimensional space, a screen indication position display (mouse cursor), an auxiliary line (3D cursor) described later, and a tool palette are displayed on the screen of the display device 7. To do. The mouse cursor moves in conjunction with mouse operations. In this display, the above-mentioned data defined for the three-dimensional world coordinate system is subjected to coordinate conversion, converted into two-dimensional screen coordinates, and displayed. The display parameter defines this conversion. In the present invention, in order to perform an input operation and an image display, a display parameter is determined in advance using the display parameter calculation unit 15, and a value is stored in the display parameter storage unit 21.
[0036]
The display parameter includes information defining a viewpoint position, a gaze direction, a tilt angle (roll angle), and a viewing angle in a three-dimensional coordinate space. Actually, the viewpoint position, the gaze direction, and the tilt angle can be collectively defined by one 4 × 4 matrix. This is the coordinate from the world coordinate system to the viewpoint coordinate system (a three-dimensional orthogonal coordinate system defined by the horizontal axis of the screen, the X axis in the horizontal direction of the screen, the Y axis in the vertical direction of the screen, and the Z axis in the gazing point direction). It is a transformation matrix. The viewing angle defines the viewing angle in the horizontal direction of the screen.
[0037]
When the user performs an operation for changing the display parameter using the input device or the on-screen position input device, the display parameter calculation unit 15 detects the operation by the instruction input detection unit 11 or the screen instruction position detection unit 12. Then, according to the contents, a new display parameter value is calculated according to the description of the program, and the display parameter is set or changed.
[0038]
The tool palette is a part for displaying the edited contents, and the displayed edited contents can be selected by specifying with the cursor.
[0039]
FIG. 6 is a diagram illustrating a procedure of a three-dimensional layout editing operation in the embodiment.
[0040]
As shown in FIG. 6, in Step 610, a solid to be edited is selected with a cursor. In step 620, a rectangular parallelepiped outline circumscribing the selected solid is displayed. In step 630, the editing content to be performed on the selected solid is selected from the tool palette of FIG. Step 630 can be performed before steps 610 and 620. In step 640, a part of the rectangular parallelepiped displayed with the cursor is designated, and in step 650, the cursor is dragged to the part of the rectangular parallelepiped designated in step 640. In response to this, in step 660, the editing object selected in step 630, the rectangular parallelepiped portion designated in step 640, and the target solid are edited according to the drag amount.
[0041]
Hereinafter, each step of FIG. 6 will be described in detail.
[0042]
First, a process of selecting a solid and displaying a cuboid circumscribing it will be described.
[0043]
The three-dimensional arrangement data storage means 28 holds information on whether or not individual solids are in a selected state. For the solid in the selected state, a circumscribed cuboid frame is displayed by the cuboid contour display means 25.
[0044]
When selecting a three-dimensional object to be edited, when the mouse cursor is placed on the three-dimensional object to be edited and a button is clicked, the screen instruction position detecting means 12 and the instruction input detecting means 11 detect it, The solid selection means 31 discriminates the instructed solid based on the data stored in the solid arrangement data storage means 28 and the detailed solid shape storage means 27, makes the solid selected, and displays a rectangular parallelepiped outline display means. 25 displays a three-dimensional circumscribed cuboid in a selected state.
[0045]
As will be described later, according to the operation of the keyboard or the like, the solid selection means 31 can perform single selection (select only the instructed solid) or toggle selection (invert the selection state of the instructed solid). If the mouse is dragged while the mouse button is held down, it is determined that the solids in the rectangular area having the drag start / end points as vertices are simultaneously designated, and the above processing is performed on those solids.
[0046]
Since operations in steps 640 to 660 in FIG. 6 differ depending on the editing content selected in step 630, the editing content selected in step 630 and the operation in that case will be described for each editing content.
[0047]
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation when the rotation operation is selected as the editing content. There are two types of rotation operations. One is an operation using the central axis of a solid parallel to the designated side as a rotation axis, and the other is an operation using a diagonal side of a rectangular parallelepiped parallel to the designated side as a rotation axis. (1) indicates an operation when the central axis of the solid is the rotation axis, and (2) indicates an operation where the diagonal side is the rotation axis.
[0048]
In order to perform a three-dimensional rotation operation, first, the rotation editing mode is selected in step 630 of FIG. The edit mode is selected by setting the mouse cursor to an appropriate icon on the tool palette and pressing the mouse button. The operation of the mouse is detected by the screen instruction position detection means 12 and the instruction input detection means 11, and the result is received by the three-dimensional editing processing means 32, and the rotation editing mode is set or the rotation axis calculation method is selected. On the tool palette, there are icons corresponding to the above two types of rotation operations, which are selected.
[0049]
In the three-dimensional rotation operation, the mouse cursor is first placed on the side of the displayed circumscribed cuboid frame and the mouse button is pressed. Then, the screen instruction position detection means 12 and the instruction input detection means 11 detect the operation, and the three-dimensional editing processing means 32 that has received the operation is instructed based on the data stored in the three-dimensional arrangement data storage means 28. The sides are discriminated, and the rotation axis is calculated according to one of the two rotation operations described above. When editing is performed with the center axis of the solid as the rotation axis, as shown in (1) of FIG. 7, the center axis of the solid parallel to the designated side is calculated as the rotation axis. When editing content with the diagonal side as the rotation axis, as shown in (2) of FIG. 7, the diagonal side of the rectangular parallelepiped parallel to the specified side is calculated as the rotation axis.
[0050]
Subsequently, when the mouse is dragged while the mouse button is being pressed, the screen designation position detecting means 12 detects the movement of the mouse as needed, and the three-dimensional editing processing means 32 that has received the result uses the position where the mouse button is pressed as a reference. The rotation angle is determined based on the displacement amount of the mouse, the three-dimensional arrangement data calculation means 22 obtains a circumscribed rectangular parallelepiped frame rotated by that angle, and the rectangular parallelepiped outline display means 25 displays it. In (1) of FIG. 7, the center axis of the solid parallel to the designated side is rotated as the rotation axis, and in (2) of FIG. 7, the rectangular side parallel to the designated side is rotated as the rotation axis. The However, when a plurality of solids are selected, the circumscribed cuboid frame is rotated around the axis calculated for each solid. In addition, when a solid that is a parent of the hierarchical structure is selected, descendant solids are also rotated around the same axis as the parent so as to maintain a relative relationship with the parent.
[0051]
When the mouse button is released at the point where the mouse is moved, the three-dimensional editing processing means 32 determines the rotation angle at that time, and the three-dimensional arrangement data calculating means 22 obtains the three-dimensional arrangement data of the determined angle and uses it. Originally, the stereoscopic display means 26 displays a stereoscopic.
[0052]
FIG. 8 is a diagram for explaining an operation when the three-dimensional enlargement / reduction is selected as the editing content. There are two types of enlargement / reduction operations. One is an operation in which the central axis of a solid parallel to the designated side is the fixed axis, and the other is an operation in which the diagonal side of the cuboid parallel to the designated side is the fixed axis. (1) indicates an operation when the central axis of the solid is the stationary axis, and (2) indicates an operation when the diagonal side is the stationary axis.
[0053]
In order to perform a three-dimensional enlargement / reduction operation, it is first necessary to select an enlargement / reduction edit mode. Selection of the edit mode is performed by moving the mouse cursor to an appropriate icon on the tool palette and pressing the mouse button. The operation of the mouse is detected by the screen instruction position detection means 12 and the instruction input detection means 11, and the result is received by the three-dimensional editing processing means 32. Either one of the two types of enlargement / reduction editing modes is set, or the fixed axis calculation method. Is selected. On the tool palette, there are icons corresponding to the above two types of rotation operations, which are selected.
[0054]
In the three-dimensional enlargement / reduction operation, the mouse cursor is first placed on the side of the circumscribed cuboid frame displayed and the mouse button is pressed. Then, the screen instruction position detection means 12 and the instruction input detection means 11 detect the operation, and the three-dimensional editing processing means 32 that has received the operation is instructed based on the data stored in the three-dimensional arrangement data storage means 28. The fixed side is discriminated and the fixed axis is calculated. When editing is performed with the solid axis as the fixed axis, as shown in (1) of FIG. 8, the solid central axis parallel to the designated side is calculated as the fixed axis. In the case of editing contents with the diagonal side as the fixed axis, as shown in (2) of FIG. 8, the diagonal side of the cuboid parallel to the specified side is calculated as the fixed axis.
[0055]
Subsequently, when the mouse is dragged while the mouse button is being pressed, the screen designation position detecting means 12 detects the movement of the mouse as needed, and the three-dimensional editing processing means 32 that has received the result uses the position where the mouse button is pressed as a reference. Based on the displacement amount of the mouse, the magnification in the biaxial direction orthogonal to the fixed axis is determined, and the three-dimensional arrangement data calculating means 22 obtains a circumscribed cuboid frame enlarged / reduced by the magnification, and a cuboid outline display means 25 displays it. However, when a plurality of solids are selected, they are enlarged or reduced with respect to the fixed axis calculated for each solid. In (1) of FIG. 8, the solid central axis parallel to the designated side is enlarged or reduced as a fixed axis, and in FIG. 8 (2), a rectangular parallelepiped parallel to the designated side is used as a fixed axis. Enlarged or reduced.
[0056]
When the mouse button is released at the point where the mouse is moved, the three-dimensional editing processing means 32 determines the magnification at that time, and the three-dimensional arrangement data calculating means 22 obtains three-dimensional arrangement data according to the determined magnification, and The three-dimensional display means 26 displays a three-dimensional image.
[0057]
FIG. 9 is a diagram for explaining an operation in a case where the similar enlargement / reduction of a solid is selected as the editing content. There are two types of similar enlargement / reduction operations. One is an operation in which the center of the designated solid is the fixed point, and the other is an operation in which the diagonal point of the rectangular parallelepiped with respect to the designated vertex is the fixed point. (1) indicates an operation when the center point of the solid is a fixed point, and (2) indicates an operation when the diagonal point is a fixed point.
[0058]
In the similar three-dimensional enlargement / reduction operation, first, the mouse cursor is set to the apex of the displayed circumscribed cuboid frame and the mouse button is pressed. Then, the screen instruction position detection means 12 and the instruction input detection means 11 detect the operation, and the three-dimensional editing processing means 32 that has received the operation is instructed based on the data stored in the three-dimensional arrangement data storage means 28. The detected vertex is discriminated and the fixed point is calculated. In the case of editing content with the center point of the solid as a fixed point, as shown in (1) of FIG. 9, the center point of the designated solid is calculated as the fixed point. In the case of editing contents with a diagonal point as a fixed point, as shown in (2) of FIG. 9, a rectangular parallelepiped point with respect to the designated vertex is calculated as a fixed axis.
[0059]
Subsequently, when the mouse is dragged while the mouse button is being pressed, the screen indication position detecting means detects the movement of the mouse as needed, and the three-dimensional editing processing means 32 that has received the result uses the position where the mouse button is pressed as a reference. Based on the amount of displacement of the mouse, the similarity magnification is determined, the three-dimensional arrangement data calculation means 22 obtains a circumscribed rectangular parallelepiped frame that is enlarged or reduced by that magnification, and the rectangular parallelepiped outline display means 25 displays it. However, when a plurality of solids are selected, the fixed point calculated for each solid is enlarged or reduced. In (1) of FIG. 9, the center point of the designated solid is enlarged or reduced as a fixed point, and in (2) of FIG. 9, the diagonal point of the rectangular parallelepiped with respect to the designated vertex is enlarged or reduced as a fixed point.
[0060]
When the mouse button is released at the point where the mouse is moved, the three-dimensional editing processing means 32 determines the magnification at that time, and the three-dimensional arrangement data calculating means 22 obtains three-dimensional arrangement data according to the decided magnification, The three-dimensional display means 26 displays a three-dimensional image.
[0061]
FIG. 10 is a diagram illustrating an operation when a parallel operation of a solid is selected as editing content.
[0062]
In order to perform a three-dimensional movement operation, it is necessary to first select a movement editing mode. Selection of the edit mode is performed by moving the mouse cursor to an appropriate icon on the tool palette and pressing the mouse button. The mouse operation is detected by the screen instruction position detecting means 12 and the instruction input detecting means 11, and the result is received by the three-dimensional editing processing means 32, and the mode is set.
[0063]
In the three-dimensional movement operation, first, the mouse cursor is set to the side of the displayed circumscribed cuboid frame or the displayed solid, and the mouse button is pressed. Then, the screen instruction position detection means 12 and the instruction input detection means 11 detect the operation, and the three-dimensional editing processing means 32 that has received the operation detects the movement plane direction (mouse is moved to the local coordinate system direction storage means 20). Based on the data relating to the direction of the plane in which the solid moves when moved, a function for calculating the three-dimensional movement amount of the solid from the movement amount of the mouse is calculated.
[0064]
Subsequently, when the mouse is dragged while the mouse button is being pressed, the screen designation position detecting means 12 detects the movement of the mouse as needed, and the three-dimensional editing processing means 32 that has received the result uses the position where the mouse button is pressed as a reference. Based on the displacement amount of the mouse, the three-dimensional movement amount is determined using the previously obtained function, and the three-dimensional arrangement data calculating means 22 obtains a circumscribed rectangular parallelepiped frame that has moved by the three-dimensional movement amount, and displays a rectangular parallelepiped outline. Means 25 displays it. However, when a plurality of solids are selected, the circumscribed cuboid frame is moved for each solid. In addition, when a solid that is the parent of the hierarchical structure is selected, the descendent solid is also moved by the same movement amount as the parent.
[0065]
When the mouse button is released at the point where the mouse is moved, the 3D editing processing means 32 determines the 3D movement amount at that time, and the 3D arrangement data calculation means 22 moves the 3D arrangement data moved by the determined movement amount. And the stored contents of the three-dimensional arrangement data storage means 28 are updated. Based on this, the 3D display means 26 displays a 3D image.
[0066]
Next, setting of data related to the moving plane direction in the local coordinate system will be described.
[0067]
As preparation for shape input, a local coordinate system direction of a solid to be input is set and stored in the local coordinate system direction storage unit 20. In this embodiment, data relating to the moving plane direction is stored in the local coordinate system direction storage unit 20.
[0068]
The local coordinate system direction represents the direction vector of the three axes (X axis, Y axis, Z axis) of the local coordinate system in the world coordinate system as a 3 × 3 matrix. In addition, information on which axis the height input direction axis is is included.
[0069]
Examples of data setting methods regarding the moving plane direction in the local coordinate system are shown in FIGS.
[0070]
FIG. 11 is a diagram illustrating a method of aligning the moving plane direction with the solid displayed on the screen. When the mouse cursor is moved to the displayed solid and an instruction operation (mouse button click) is performed, the local coordinate system direction calculation means 14 determines the specified solid and newly moves the local coordinate system direction of the solid. The plane direction is set and stored in the local coordinate system direction storage unit 20.
[0071]
FIG. 12 is a diagram illustrating a method of correcting the moving plane direction already stored in the local coordinate system direction storage unit 20. First, a cubic frame (wire frame) with sides parallel to each axis in the current movement plane direction is displayed on the screen, and the mouse cursor is moved over any of the sides and moved (dragged) while holding down the button. At any time during the movement of the mouse, the local coordinate system direction calculation means 14 determines the rotation angle of the above cube according to the moving direction and the moving amount of the mouse cursor, and sets the cube center parallel to the side where the mouse cursor is aligned. Rotate and display the straight line that passes through. An axis parallel to each side of the cube when the mouse button is released is set as a new moving plane direction, and the moving plane direction is determined.
[0072]
As described above, when moving a solid, it is sufficient to indicate the solid directly, and it is not always necessary to display a rectangular parallelepiped that circumscribes the solid.
[0073]
As described above, the three-dimensional graphic editing apparatus according to the present embodiment can simultaneously edit a plurality of solids. When the mouse is dragged while the mouse button is held down, it is determined that the solids in the rectangular area having the drag start / end points as vertices are simultaneously instructed, and the above processing is performed on those solids.
[0074]
【The invention's effect】
According to the present invention, a three-dimensional three-dimensional layout editing method and editing apparatus capable of performing a three-dimensional layout editing operation with an intuitive operation similar to a conventional two-dimensional drawing creation tool are realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an external appearance of an apparatus used in an example.
FIG. 3 is a functional block diagram of an apparatus used in the embodiment.
FIG. 4 is a functional block diagram of an apparatus used in the embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a display screen in the embodiment.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure of an editing operation in the embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a rotation operation.
FIG. 8 is a diagram illustrating an enlargement / reduction operation.
FIG. 9 is a diagram for explaining similar enlargement / reduction operations;
FIG. 10 is a diagram illustrating a parallel movement operation.
FIG. 11 is a diagram for explaining a moving plane direction setting method in a local coordinate system.
FIG. 12 is a diagram for explaining a moving plane direction setting method in a local coordinate system.
[Explanation of symbols]
11 ... Instruction input detection means
12: Screen indication position detecting means
14: Local coordinate system direction calculation means
15: Display parameter calculation means
20: Local coordinate system direction storage means
21: Display parameter storage means
22 ... Three-dimensional arrangement data calculation means
25. Rectangular body outline display means
26. Three-dimensional display means
27. Three-dimensional detailed shape storage means
28. Three-dimensional arrangement data storage means
31 ... Solid selection means
32. Three-dimensional editing processing means

Claims

A method for editing a three-dimensional solid arrangement of a graphic in a graphic display system in which a position on a screen can be indicated by a cursor,
Selecting a 3D object to be edited;
Displaying a cuboid outline that circumscribes the selected solid;
The process of selecting the edit content;
Indicating a part of the rectangular parallelepiped;
Activating and moving the cursor relative to the indicated rectangular parallelepiped part;
Editing the selected solid according to the selected editing content, the designated rectangular parallelepiped portion and the activated movement of the cursor,
The edited content includes a three-dimensional rotation operation,
The three-dimensional solid arrangement editing method, wherein the editing step includes a rotation operation with a central axis of a solid parallel to the specified side of the rectangular parallelepiped as a rotation axis.

A method for editing a three-dimensional solid arrangement of a graphic in a graphic display system in which a position on a screen can be indicated by a cursor,
Selecting a 3D object to be edited;
Displaying a cuboid outline that circumscribes the selected solid;
The process of selecting the edit content;
Indicating a part of the rectangular parallelepiped;
Activating and moving the cursor relative to the indicated rectangular parallelepiped part;
Editing the selected solid according to the selected editing content, the designated rectangular parallelepiped portion and the activated movement of the cursor,
The edited content includes a three-dimensional rotation operation,
The three-dimensional arrangement editing method according to claim 3, wherein the editing step includes a rotation operation with the opposite side of the rectangular parallelepiped parallel to the specified side of the rectangular parallelepiped as a rotation axis.

A method for editing a three-dimensional solid arrangement of a graphic in a graphic display system in which a position on a screen can be indicated by a cursor,
Selecting a 3D object to be edited;
Displaying a cuboid outline that circumscribes the selected solid;
The process of selecting the edit content;
Indicating a part of the rectangular parallelepiped;
Activating and moving the cursor relative to the indicated rectangular parallelepiped part;
Editing the selected solid in response to the selected editing content, the designated rectangular parallelepiped portion and the activated movement of the cursor,
The edited content includes a three-dimensional enlargement or reduction operation,
In the editing step, a center axis of the rectangular parallelepiped parallel to the specified side of the rectangular parallelepiped is set as a fixed axis, and the specified side of the rectangular parallelepiped with respect to the fixed axis is determined by an amount of movement of the cursor. A three-dimensional three-dimensional layout editing method comprising an operation of moving and moving the other three sides of the cuboid parallel to the specified side of the cuboid so as to maintain the cuboid.

A method for editing a three-dimensional solid arrangement of a graphic in a graphic display system in which a position on a screen can be indicated by a cursor,
Selecting a 3D object to be edited;
Displaying a cuboid outline that circumscribes the selected solid;
The process of selecting the edit content;
Indicating a part of the rectangular parallelepiped;
Activating and moving the cursor relative to the indicated rectangular parallelepiped part;
Editing the selected solid in response to the selected editing content, the designated rectangular parallelepiped portion and the activated movement of the cursor,
The edited content includes a three-dimensional enlargement or reduction operation,
In the editing step, the opposite side of the rectangular parallelepiped parallel to the designated side of the rectangular parallelepiped is set as a stationary axis, and the designated side of the rectangular parallelepiped is moved by the activated amount of movement of the cursor with respect to the stationary axis. A three-dimensional solid comprising an operation of moving the other two sides of the cuboid parallel to the designated side of the cuboid excluding the fixed axis and the designated side of the cuboid so as to maintain the cuboid. Placement editing method.

A method for editing a three-dimensional solid arrangement of a graphic in a graphic display system in which a position on a screen can be indicated by a cursor,
Selecting a 3D object to be edited;
Displaying a cuboid outline that circumscribes the selected solid;
The process of selecting the edit content;
Indicating a part of the rectangular parallelepiped;
Activating and moving the cursor relative to the indicated rectangular parallelepiped part;
Editing the selected solid in response to the selected editing content, the designated rectangular parallelepiped portion and the activated movement of the cursor,
The edited content includes a three-dimensional enlargement or reduction operation,
The editing step uses the center of the rectangular parallelepiped as a fixed point, moves the designated vertex of the rectangular parallelepiped relative to the fixed point by the amount of movement activated by the cursor, and sets the other seven vertices of the rectangular parallelepiped. A three-dimensional three-dimensional layout editing method characterized by including an operation of moving to maintain a rectangular parallelepiped.

A method for editing a three-dimensional solid arrangement of a graphic in a graphic display system in which a position on a screen can be indicated by a cursor,
Selecting a 3D object to be edited;
Displaying a cuboid outline that circumscribes the selected solid;
The process of selecting the edit content;
Indicating a part of the rectangular parallelepiped;
Activating and moving the cursor relative to the indicated rectangular parallelepiped part;
Editing the selected solid in response to the selected editing content, the designated rectangular parallelepiped portion and the activated movement of the cursor,
The edited content includes a three-dimensional enlargement or reduction operation,
In the editing step, a vertex opposite to the designated vertex of the rectangular parallelepiped is set as a fixed point, the designated vertex of the rectangular parallelepiped is moved relative to the fixed point by an activated movement amount of the cursor, 3. A method for editing a three-dimensional solid arrangement, comprising: an operation of moving an instructed vertex of a rectangular parallelepiped and the other six vertices of the rectangular parallelepiped excluding the fixed point so as to maintain the rectangular parallelepiped.

Indicated position detecting means (11, 12) for detecting the indicated position on the screen;
Solid selection means (31) for selecting a solid to be edited in accordance with the instruction;
A cuboid contour display means (25) for displaying a contour of a cuboid circumscribing the selected solid;
A solid that sets an editing mode according to the instructed editing content and edits the selected solid according to the editing content, the instructed portion of the rectangular parallelepiped, and the movement detected by the instructed position detecting means Editing processing means (32),
The three-dimensional editing processing means (32) has a three-dimensional rotation operation editing mode,
The three-dimensional solid arrangement editing apparatus characterized in that the three-dimensional editing processing means (32) performs an editing operation in which a rotation operation is performed with a central axis of a solid parallel to the specified side of the rectangular parallelepiped as a rotation axis.

Indicated position detecting means (11, 12) for detecting the indicated position on the screen;
Solid selection means (31) for selecting a solid to be edited in accordance with the instruction;
A cuboid contour display means (25) for displaying a contour of a cuboid circumscribing the selected solid;
A solid that sets an editing mode according to the instructed editing content and edits the selected solid according to the editing content, the instructed portion of the rectangular parallelepiped, and the movement detected by the instructed position detecting means Editing processing means (32),
The three-dimensional editing processing means (32) has a three-dimensional rotation operation editing mode,
The three-dimensional three-dimensional layout editing apparatus, wherein the three-dimensional editing processing means (32) performs an editing operation in which a rotation operation is performed with the opposite side of the rectangular parallelepiped parallel to the specified side of the rectangular parallelepiped as a rotation axis.

Indicated position detecting means (11, 12) for detecting the indicated position on the screen;
Solid selection means (31) for selecting a solid to be edited in accordance with the instruction;
A cuboid contour display means (25) for displaying a contour of a cuboid circumscribing the selected solid;
A solid that sets an editing mode according to the instructed editing content and edits the selected solid according to the editing content, the instructed portion of the rectangular parallelepiped, and the movement detected by the instructed position detecting means Editing processing means (32),
The three-dimensional editing processing means (32) has a three-dimensional enlargement or reduction operation editing mode,
The three-dimensional editing processing means (32) uses the central axis of the rectangular parallelepiped parallel to the indicated side of the rectangular parallelepiped as a fixed axis, and the specified side of the rectangular parallelepiped with respect to the fixed axis is activated by the cursor. A three-dimensional three-dimensional layout editing apparatus, wherein the editing is performed so that the other three sides of the rectangular parallelepiped parallel to the specified side of the rectangular parallelepiped are moved so as to maintain the rectangular parallelepiped.

Indicated position detecting means (11, 12) for detecting the indicated position on the screen;
Solid selection means (31) for selecting a solid to be edited in accordance with the instruction;
A cuboid contour display means (25) for displaying a contour of a cuboid circumscribing the selected solid;
A solid that sets an editing mode according to the instructed editing content and edits the selected solid according to the editing content, the instructed portion of the rectangular parallelepiped, and the movement detected by the instructed position detecting means Editing processing means (32),
The three-dimensional editing processing means (32) has a three-dimensional enlargement or reduction operation editing mode,
The three-dimensional editing processing means (32) sets the opposite side of the rectangular parallelepiped parallel to the designated side of the rectangular parallelepiped as a fixed axis, and moves the designated side of the rectangular parallelepiped with respect to the fixed axis as an activated movement of the cursor. It is moved by an amount, and editing is performed to move the other two sides of the cuboid parallel to the designated side of the cuboid excluding the fixed axis and the designated side of the cuboid so as to maintain the cuboid. A three-dimensional configuration editing apparatus.

Indicated position detecting means (11, 12) for detecting the indicated position on the screen;
Solid selection means (31) for selecting a solid to be edited in accordance with the instruction;
A cuboid contour display means (25) for displaying a contour of a cuboid circumscribing the selected solid;
A solid that sets an editing mode according to the instructed editing content and edits the selected solid according to the editing content, the instructed portion of the rectangular parallelepiped, and the movement detected by the instructed position detecting means Editing processing means (32),
The three-dimensional editing processing means (32) has a three-dimensional enlargement or reduction operation editing mode,
The three-dimensional editing processing means (32) uses the center of the rectangular parallelepiped as a fixed point, moves the designated vertex of the rectangular parallelepiped relative to the fixed point by the amount of movement activated by the cursor, A three-dimensional three-dimensional layout editing apparatus, wherein editing is performed to move the seven vertices of No. 7 so as to maintain a rectangular parallelepiped.

Indicated position detecting means (11, 12) for detecting the indicated position on the screen;
Solid selection means (31) for selecting a solid to be edited in accordance with the instruction;
A cuboid contour display means (25) for displaying a contour of a cuboid circumscribing the selected solid;
A solid that sets an editing mode according to the instructed editing content and edits the selected solid according to the editing content, the instructed portion of the rectangular parallelepiped, and the movement detected by the instructed position detecting means Editing processing means (32),
The three-dimensional editing processing means (32) has a three-dimensional enlargement or reduction operation editing mode,
The three-dimensional editing processing means (32) sets a vertex facing the designated vertex of the rectangular parallelepiped as a fixed point, and the designated vertex of the rectangular parallelepiped with respect to the fixed point is an amount of movement of the cursor. 3. A three-dimensional three-dimensional layout editing apparatus, wherein editing is performed by moving and moving the designated vertex of the rectangular parallelepiped and the other six vertices of the rectangular parallelepiped excluding the fixed point so as to maintain the rectangular parallelepiped.