JPH0394389A - Method for displaying three-dimensional graphic rotation and graphic processor - Google Patents

Method for displaying three-dimensional graphic rotation and graphic processor

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JPH0394389A
JPH0394389A JP23223989A JP23223989A JPH0394389A JP H0394389 A JPH0394389 A JP H0394389A JP 23223989 A JP23223989 A JP 23223989A JP 23223989 A JP23223989 A JP 23223989A JP H0394389 A JPH0394389 A JP H0394389A
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JP
Japan
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rotation
dimensional
graphic
solid
axis
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Pending
Application number
JP23223989A
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Japanese (ja)
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Takao Matsuzaki
松崎 崇夫
Masahiro Goto
正宏 後藤
Toshiyuki Kuwana
利幸 桑名
Noriko Owada
大和田 典子
Hiroaki Yokoyama
横山 広明
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Hitachi Ltd
Hitachi Information and Control Systems Inc
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Process Computer Engineering Inc
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Publication date
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Publication of JPH0394389A publication Critical patent/JPH0394389A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent a three-dimensional graphic from projecting to the outside of a display screen at the time of rotating the graphic on the screen by finding out a solid including the displayed graphic and setting up an axis intersecting with the approximate center of the solid as the axis of rotation. CONSTITUTION:The graphic processor is constituted of an image display device (display) 8, a CPU 9, a memory 10, a graphic memory 11, a connection register 12, a graphic processor 13, a frame memory 14, and input devices 15 to 18. The solid including the graphic to be rotated on the screen of the device 8 is found out and a straight line passing the approximate center of the solid is set up as the axis of rotation of the graphic. Consequently, the graphic can be prevented from projecting from the display screen during its rotation or after the rotation, so that the backing of the graphic processing can be prevented and the processing can be efficiently executed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像表示装置に3次元画像を表示する方法に係
り、特に該3次元画像を画面上で回転させる3次元図形
回転表示方法及び装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for displaying a three-dimensional image on an image display device, and particularly to a three-dimensional figure rotation display method and apparatus for rotating the three-dimensional image on a screen. Regarding.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図により3次元図形の表示方法を説明する。 A method for displaying three-dimensional figures will be explained with reference to FIG.

3次元図形は、図形定義座標系6により定義される。図
形定義座標系6で定義された図形に対して回転変換が施
され,投影座標系1での図形に変換される。なお、投影
座標系1の原点およびX,Y,Zの各軸は、図形定義座
標系6の原点およびX,yTZの各軸と同一である。こ
の投影座標系1の図形のうち、表示対象となるものは、
表示対象空間5に入っている図形のみである。表示対象
空間5内の図形は、表示対象空間背面7に投影され,そ
の投影図が表示される。3次元図形の回転表示は,図形
を図形定義座標系6から投影座標系1へ変換するための
回転変換を変化させて行われる。
A three-dimensional figure is defined by a figure definition coordinate system 6. A rotational transformation is applied to the figure defined in the figure definition coordinate system 6, and the figure is transformed into a figure in the projected coordinate system 1. Note that the origin and the X, Y, and Z axes of the projected coordinate system 1 are the same as the origin and the X, yTZ axes of the figure definition coordinate system 6. Among the figures in this projected coordinate system 1, those to be displayed are:
Only the figures included in the display target space 5 are displayed. The figure in the display target space 5 is projected onto the display target space back surface 7, and its projected view is displayed. The rotational display of a three-dimensional figure is performed by changing the rotational transformation for converting the figure from the figure definition coordinate system 6 to the projected coordinate system 1.

なお、投影座標系1における表示対象空間5の位置,大
きさは、上記回転変換にかかわらず固定である。
Note that the position and size of the display target space 5 in the projected coordinate system 1 are fixed regardless of the rotational transformation described above.

従来の3次元図形処理においては回転変換に使用する回
転軸として、図形定義座標系6に固定された、U軸,V
軸およびW軸2が使用される。なお、この種の装置とし
て関連するものには、例えば、特開昭62−67682
号公報や,特開昭62−25427号公報記載のものが
ある。
In conventional three-dimensional figure processing, the U-axis and V axis, which are fixed to the figure definition coordinate system 6, are used as rotation axes for rotational transformation.
Axis and W axis 2 are used. Note that related devices of this type include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-67682.
There are those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-25427.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術は、回転変換に使用される回転軸と回転対
象図形の位置関係について配慮がなされておらず、第9
図に示されるように、回転軸2と回転対象図形が離れて
いる場合、回転によって図形が表示対象な間5の外へ出
てしまい、表示されなくなってしまうことがある。この
ため、図形の表示画面上での回転が対話型操作で行われ
る場合、操作のやり直し等が必要となり、操作性が良く
なかった. 本発明の課題は,3次元図形を表示画面上で回転させる
際、図形が画面外にとびだすことのない回転軸の決定手
段を提供するにある。
The above conventional technology does not take into account the positional relationship between the rotation axis used for rotation conversion and the figure to be rotated.
As shown in the figure, if the rotation axis 2 and the figure to be rotated are far apart, the figure may move out of the display target 5 due to rotation and may no longer be displayed. Therefore, when rotating a figure on the display screen using an interactive operation, it was necessary to redo the operation, resulting in poor operability. An object of the present invention is to provide means for determining a rotation axis in which a three-dimensional figure is rotated on a display screen so that the figure does not protrude outside the screen.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の課題は、画像表示装置に表示された3次元図形を
対話的に回転させる3次元図形回転表示方法において、
表示中の図形を包含する立体を求める手順と、該立体の
中心付近と交差する軸を回転軸に設定する手順と、を備
えることにより達或される。
The above problem is solved in a three-dimensional figure rotation display method that interactively rotates a three-dimensional figure displayed on an image display device.
This is achieved by including a procedure for finding a solid that includes the figure being displayed, and a procedure for setting an axis that intersects near the center of the solid as a rotation axis.

上記課題はまた、立体が、回転させられる図形に外接す
る直方体であり、かつ該直方体の中心付近をとおる軸が
回転軸に設定される請求項1に記載の3次元図形回転表
示方法によっても、立体が画像表示装置に表示中の全図
形を包含する直方体であり、該直方体のそれぞれの面は
少なくとも一つの図形に外接していて、該直方体の中心
付近を通る軸が回転軸に設定されている請求項1または
2に記載の3次元図形回転表示方法によっても達或され
る。
The above problem can also be solved by the three-dimensional figure rotation display method according to claim 1, wherein the solid is a rectangular parallelepiped circumscribing the figure to be rotated, and an axis passing near the center of the rectangular parallelepiped is set as the rotation axis. The solid is a rectangular parallelepiped that includes all the figures being displayed on the image display device, each surface of the rectangular parallelepiped is circumscribed by at least one figure, and the axis passing near the center of the rectangular parallelepiped is set as the rotation axis. The present invention is also achieved by the three-dimensional figure rotation display method according to claim 1 or 2.

上記課題はまた、立体が,画像表示装置の3次元図形表
示空間全体を包含する直方体である請求項1または2に
記載の3次元図形回転表示方法によっても達成される。
The above object is also achieved by the three-dimensional figure rotation display method according to claim 1 or 2, wherein the solid is a rectangular parallelepiped that encompasses the entire three-dimensional figure display space of the image display device.

上記の課題はまた、直方体を形戒する面が、画像表示装
置のデバイス座標系のいずれか2軸を含む平面に平行で
ある請求項2乃至4のいずれかに記載の3次元図形回転
表示方法によっても達成される. 上記の課題はさらに、請求項1乃至5の何れかに記載の
3次元図形回転表示方法を備えたコンピュータ援用図形
作成方法によっても達威される。
The above problem is also solved by the three-dimensional figure rotation display method according to any one of claims 2 to 4, wherein the plane defining the shape of the rectangular parallelepiped is parallel to a plane containing any two axes of the device coordinate system of the image display device. This can also be achieved by The above-mentioned problem can also be achieved by a computer-aided graphic creation method comprising a three-dimensional graphic rotation display method according to any one of claims 1 to 5.

上記の課題はまた、3次元図形を表示可能な画像表示装
置と、定められた回転軸の回りでの前記3次元図形の回
転量を対話的に指示する入力装置と、入力された指示に
基づいて演算を行い、該3次元図形を前記回転軸の回り
に回転させて表示させる制御演算装置と、を備えた図形
処理装置において,前記制御演算装置が,共通線を介し
て入力装置に接続されたCPUと、該CPUに接続され
入力されたデータおよびCPUを動作させるプログラム
を格納するメモリと、前記共通線に接続され図形ごとの
図形種別,座標データ,図形識別子を格納する図形メモ
リと,前記共通線に接続され指令種別,回転マトリック
ス指定値,表示対象空間指定値,画面座標指定値,図形
識別子応答値,存在空間応答値,を格納する連絡レジス
タと,前記共通線に一端を接続され他端を前記画像表示
装置に接続されたグラフィックプロセッサと,を備え,
前記グラフィックプロセッサは前記入力装置で指定され
た図形に外接する立体の座標値を算出するものであり、
前記CPUは前記指定された図形の回転軸として該立体
の中心付近の座標を通る直線を設定するものである,図
形処理装置によっても達或される。
The above-mentioned problem also requires an image display device capable of displaying a three-dimensional figure, an input device that interactively instructs the amount of rotation of the three-dimensional figure around a predetermined rotation axis, and an input device based on the input instruction. a control calculation device that performs calculations on the three-dimensional figure and displays the three-dimensional figure by rotating it around the rotation axis, wherein the control calculation device is connected to an input device via a common line. a CPU connected to the CPU, a memory connected to the CPU and storing input data and a program for operating the CPU, a figure memory connected to the common line and storing figure types, coordinate data, and figure identifiers for each figure; a communication register connected to the common line and storing the command type, rotation matrix specified value, display target space specified value, screen coordinate specified value, figure identifier response value, existence space response value; a graphics processor whose end is connected to the image display device;
The graphics processor calculates coordinate values of a solid that circumscribes a figure specified by the input device,
The CPU is also operated by a graphic processing device which sets a straight line passing through the coordinates near the center of the solid as the rotation axis of the specified graphic.

上記の課題はまた、3次元図形を処理可能な図形処理装
置と該図形処理処理装置に対する入力を対話的に行なう
入力装置とを備えたコンピュータ援用図形作成装置にお
いて、前記図形処理装置が請求項7に記載の図形処理装
置であるコンピュータ援用図形作成装置によっても達威
される。
The above-mentioned problem is also solved in a computer-aided figure creation device comprising a figure processing device capable of processing three-dimensional figures and an input device that interactively performs input to the figure processing device, wherein the figure processing device is The invention can also be achieved by a computer-aided graphic creation device, which is a graphic processing device described in .

〔作用〕[Effect]

本発明によれば、回転させられる図形(回転対象図形)
を包含する立体がまず,求められる。この回転対象図形
は表示画面に表示されているものであり、この図形を包
含する立体の座標も表示画面内に含まれる。そして、回
転対象図形の回転軸は、前記立体の中心付近を通って設
定されるので,回転対象図形が回転させられると、該図
形は前記立体の領域内で回転する。前記立体の各座標は
、表示画面内にあるから回転中乃至回転後の前記回転対
象図形も表示画面内にあり、表示画面外に図形が逸出す
ることがない。
According to the present invention, a figure to be rotated (a figure to be rotated)
First, a solid containing is found. This figure to be rotated is displayed on the display screen, and the coordinates of the solid that includes this figure are also included in the display screen. Since the rotation axis of the figure to be rotated is set to pass near the center of the solid, when the figure to be rotated is rotated, the figure rotates within the area of the solid. Since each coordinate of the three-dimensional object is within the display screen, the rotation target figure during and after rotation is also within the display screen, and the figure does not escape outside the display screen.

〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第l〜第8図により説明する
。第4図は、本発明が適用される図形処理装置の主要構
威を示し、CPU9には,入力機器から入力されるデー
タをCPU9へ報告する入力プロセッサ15と,連絡レ
ジスタ12と,図形メモリl1と,連絡レジスタl2に
書き込まれるCpU9からの指示に従って図形メモリ1
1に登録されている図形描画コマンドを解釈し、処理を
行うグラフィックプロセッサ13と,メモリ10とが接
続されている。グラフィックプロセッサ■3には,フレ
ームメモリ14を介して、3次元図形やコマンドメニュ
ーを表示するためのディスプレイ8が接続されている。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. 4 shows the main structure of a graphic processing device to which the present invention is applied. The CPU 9 includes an input processor 15 that reports data input from an input device to the CPU 9, a communication register 12, and a graphic memory l1. and the graphic memory 1 according to instructions from the CPU 9 written in the communication register l2.
A graphics processor 13 that interprets and processes graphic drawing commands registered in the computer 1 and a memory 10 are connected. A display 8 for displaying three-dimensional figures and command menus is connected to the graphic processor 3 via a frame memory 14.

ディスプレイ8は、1280X1024画素の表示画面
を備えている。
The display 8 includes a display screen of 1280×1024 pixels.

入力プロセッサ15には、回転軸計算法指示などのコマ
ンド入力やディスプレイ8上の座標の入力などに使用さ
れるマウス16およびキーボード17と、図形を回転表
示する際の回転量の入力に使用されるダイヤル18とが
接続されている。メモリ10には、入力プロセッサ15
から渡された入力データを解析し、図形描画コマンドを
生或して図形メモリl1へ登録したり、あるいはグラフ
ィックプロセッサ13に対する各種の処理の指令を連絡
レジスタ↓2に書込むなどの一連の処理を行うプログラ
ムと、このプログラムの実行の際に使用されるデータが
格納される。現在の表示対象空間もこのデータに含まれ
る。
The input processor 15 includes a mouse 16 and a keyboard 17, which are used to input commands such as rotation axis calculation method instructions, input coordinates on the display 8, etc., and a keyboard 17, which is used to input the amount of rotation when rotating and displaying a figure. The dial 18 is connected. The memory 10 includes an input processor 15
Analyzes the input data passed from , generates a graphic drawing command and registers it in the graphic memory l1, or writes various processing commands to the graphic processor 13 to the communication register ↓2, etc. The program to be executed and the data used when executing this program are stored. This data also includes the current display target space.

グラフィックプロセッサl3が行う処理には、図形描画
コマンドを解釈して,画素データに展開し、フレームメ
モリ14へ書き込む操作も含まれる。CPU9は前述の
ごとく,メモリ10に格納されているプログラムに従っ
て動作する。
The processing performed by the graphics processor 13 also includes an operation of interpreting a graphic drawing command, developing it into pixel data, and writing it into the frame memory 14. As described above, the CPU 9 operates according to the programs stored in the memory 10.

図形メモリ1lに格納される図形描画コマンドは、第5
A図に示されるように、直線・球などの図形の種類を示
す図形種別20、および図形種別20に応じた座標デー
タ21を有し、図形定義座標系6での個々の図形を表現
する。また、図形メモリll中の図形を識別するために
、図形識別子l9が図形描画コマンドに付加される。な
お、複数の図形に同一の識別子が付されることも可能で
ある。
The figure drawing command stored in the figure memory 1l is the fifth
As shown in figure A, it has a figure type 20 indicating the type of figure such as a straight line or a sphere, and coordinate data 21 corresponding to the figure type 20, and represents each figure in the figure definition coordinate system 6. Further, in order to identify the figure in the figure memory 11, a figure identifier 19 is added to the figure drawing command. Note that it is also possible to assign the same identifier to a plurality of figures.

連絡レジスタ12は、第5B図に示されるように、指令
種別22,回転マトリックス指定値23,表示対象空間
指定値24,画面座標指定値25,図形識別子応答値2
6,存在空間応答値27などを格納する欄を備えている
。指令種別22は、CPU9がグラフィックプロセッサ
■3への指令を書き込む欄で、ここには″描画″,“サ
ーチ”のいずれかの指令が書き込まれる。指令種別22
に″描画″′が書き込まれた場合,回転マトリノクス指
定値23,表示対象空間指定値24もCPU9により書
き込まれる。回転マトリックス指定値23は、図形定義
座標系6から投影座標系lへの回転変換の変換マトリッ
クスとなり、表示対象空間指定値24は,投影座標系1
での表示対象空間5のx,y,z各座標の最小値及び最
大値からねる。指令種別22が、画面上で回転させる画
像(図形)を選択させるための゛′サーチ″の場合、C
PU9は、回転マトリックス指定値23,表示対象空間
指定値24、および画面座標指定値25を書き込む。画
面座標指定値25には、表示画面上で移動されるカーソ
ルが回転されるべき図形上に固定されたときに、その場
所の座標値が指定される。このときグラフィックプロセ
ッサ13は応答として、サーチの結果指定された図形の
図形識別子を図形識別子応答値26に、その図形の存在
空間のx,y,z各座標の最小値及び最大値を存在空間
応答値27にそれぞれ書き込む。本実施例では,指定さ
れた図形の存在空間は、投影座標系において、サーチの
結果指定された図形に外接し,かつXY平面,XZ平面
,YZ平面のいずれかに平行な平面からなる直方体内部
とし、図形識別子ごとに算出される。
As shown in FIG. 5B, the communication register 12 includes a command type 22, a rotation matrix designation value 23, a display target space designation value 24, a screen coordinate designation value 25, and a figure identifier response value 2.
6. It has a column for storing existential space response values 27 and the like. The command type 22 is a column in which the CPU 9 writes a command to the graphic processor 3, and either a "draw" command or a "search" command is written here. Directive type 22
When "drawing" is written in , the rotation matrix designation value 23 and the display target space designation value 24 are also written by the CPU 9 . The rotation matrix designation value 23 is a transformation matrix for rotational transformation from the figure definition coordinate system 6 to the projection coordinate system l, and the display target space designation value 24 is the transformation matrix for the rotation transformation from the figure definition coordinate system 6 to the projection coordinate system l.
The minimum and maximum values of the x, y, and z coordinates of the display target space 5 at . If the command type 22 is "Search" for selecting an image (figure) to be rotated on the screen, C
The PU 9 writes a rotation matrix designation value 23, a display target space designation value 24, and a screen coordinate designation value 25. The screen coordinate designation value 25 specifies the coordinate value of the location when the cursor being moved on the display screen is fixed on the figure to be rotated. At this time, as a response, the graphic processor 13 sets the figure identifier of the figure specified as a result of the search as the figure identifier response value 26, and sets the minimum and maximum values of the x, y, and z coordinates of the figure in the existential space as the existential space response. Write each value to 27. In this example, the existence space of the specified figure is the interior of a rectangular parallelepiped that is circumscribed by the figure specified as a result of the search and parallel to any of the XY plane, XZ plane, and YZ plane in the projected coordinate system. and is calculated for each shape identifier.

第3図は、上記構成の図形処理装置により3次元図形を
回転表示する場合の処理手順の一例を示す。
FIG. 3 shows an example of a processing procedure when rotating and displaying a three-dimensional figure using the figure processing apparatus having the above configuration.

次にグラフィックプロセッサl3の処理手順を第6図を
参照して説明する。まず、処理601で指令種別22に
、“描画″が書き込まれた場合、グラフィックプロセッ
サ13は図に示す手順により図形メモリll中の図形を
ディスプレイ8に表示する。グラフィックプロセッサ1
3は最初に、処理602で図形メモリ11から図形描画
コマンドを読み出し解析する。次いで,処理603で、
連絡レジスタ12の回転マトリックス指定値23が読み
出され,投影座標系1における図形が、読み出された回
転マトリックス指定値を用いた回転変換にまり生威され
る。次いで処理604で、連絡レジスタ12の表示対象
空間指定値24が読み出され、読み出された表示対象空
間指定値24の値に基づいて、表示対象空間5外の部分
が除去される。次に処理605で表示対象空間5内の図
形が、表示対象空間背面7に投影される。次に処理60
6で前記投影で得られた図形が拡大あるいは縮小され、
1280X1024画素からなるディスプレイ8の画面
座標系(以下デバイス座標系という)に変換される。処
理607では、デバイス座標系に変換された図形が、フ
レームメモリ14に書き込まれる.以上の処理602〜
607が、図形メモリ11中の全図形描画コマンドにつ
いて行われ、図形メモリ11に登録された図形が、フレ
ームメモリ14↓こ書き込まれる。フレームメモIJ 
1 4への書き込みが終了すると、フレームメモリ14
に書き込まれた図形がディスプレイ8に表示される。処
理601〜608が、第3図の手順301に対応する。
Next, the processing procedure of the graphic processor 13 will be explained with reference to FIG. First, when "drawing" is written in the command type 22 in process 601, the graphic processor 13 displays the figure in the figure memory 11 on the display 8 according to the procedure shown in the figure. Graphics processor 1
3, first, in process 602, a graphic drawing command is read out from the graphic memory 11 and analyzed. Next, in process 603,
The rotation matrix designation value 23 of the communication register 12 is read out, and the figure in the projected coordinate system 1 is transformed into rotation using the read rotation matrix designation value. Next, in process 604, the display target space designation value 24 of the communication register 12 is read, and the portion outside the display target space 5 is removed based on the value of the read display target space designation value 24. Next, in process 605, the figure in the display target space 5 is projected onto the display target space back surface 7. Next, process 60
In step 6, the figure obtained by the projection is enlarged or reduced;
It is converted into a screen coordinate system (hereinafter referred to as device coordinate system) of the display 8 consisting of 1280×1024 pixels. In process 607, the figure converted to the device coordinate system is written into the frame memory 14. The above processing 602~
Step 607 is performed for all graphic drawing commands in the graphic memory 11, and the graphics registered in the graphic memory 11 are written into the frame memory 14↓. Frame memo IJ
When writing to the frame memory 14 is completed, the frame memory 14
The graphic written in is displayed on the display 8. Processes 601 to 608 correspond to step 301 in FIG.

処理601で指令種別22に′゛サーチ″が指定された
(書き込まれた)場合、グラフィックプロセッサ13は
,ディスプレイ8の表示画面上のカーソルで指定された
画面座標を含む図形の図形識別子とその存在空間を第6
図に示される処理手順により、CPU9に報告する。図
中、処理609,610は前述の処理602,603と
それぞれ同じであり、処理612〜614は前述の処理
604〜606と同じなので、説明を省略する。
When 'search' is specified (written) in the command type 22 in process 601, the graphic processor 13 searches the figure identifier of the figure containing the screen coordinates specified by the cursor on the display screen of the display 8 and its existence. space as the 6th
The information is reported to the CPU 9 according to the processing procedure shown in the figure. In the figure, processes 609 and 610 are the same as the above-mentioned processes 602 and 603, respectively, and processes 612 to 614 are the same as the above processes 604 to 606, so a description thereof will be omitted.

処理611では現在処理中の図形の図形識別子と同一の
図形識別子を有する図形群の存在空間が算出される。処
理615では現在処理中の図形を構或する画面座標群が
、連絡レジスタ↓2の画面座標指定値25に書き込まれ
た座標を含むかどうかが判定され、含む場合は,処理6
17でその図形の図形識別子が連絡レジスタ12の図形
識別子応答値26に、その図形の存在空間が連絡レジス
タ12の存在空間応答値ににそれぞれ書き込まれる。
In process 611, the existence space of a group of figures having the same figure identifier as the figure identifier currently being processed is calculated. In process 615, it is determined whether the screen coordinate group constituting the figure currently being processed includes the coordinates written in the screen coordinate designation value 25 of communication register ↓2, and if so, process 6
At step 17, the graphic identifier of the graphic is written into the graphic identifier response value 26 of the communication register 12, and the existence space of the graphic is written into the existence space response value of the communication register 12, respectively.

一方、現在処理中の図形を構或する画面座標群が連絡レ
ジスタ12に画面座標指定値25に書き込まれた画面座
標を含まない場合は、処理616に移り図形描画コマン
ドのまだ読み出されていないものがあるかどうかがチェ
ックされ、まだ読み出されていないものがあれば、つい
で処理609〜615が繰り返される。処理609〜6
17が第3図に手順302,303に対応する。
On the other hand, if the screen coordinate group that constitutes the figure currently being processed does not include the screen coordinates written in the screen coordinate designation value 25 in the communication register 12, the process moves to step 616, and if the figure drawing command has not been read yet. It is checked whether there are any items, and if there are any items that have not been read yet, then processes 609 to 615 are repeated. Processing 609-6
17 corresponds to steps 302 and 303 in FIG.

次にディスプレイ8に表示されている図形を回転させる
ためのCPU9の処理の概略を第7A図を参照して説明
する。
Next, an outline of the processing performed by the CPU 9 for rotating a figure displayed on the display 8 will be explained with reference to FIG. 7A.

まず、処理701で回転軸が決定される。キーボード1
7あるいはマウスエ6を介して回転軸再計算が指示され
ると、CPUは回転軸を計算し、設定する。回転軸再計
算が指示されない場合は、前回の回転で使用された回転
軸が再使用される。
First, in process 701, a rotation axis is determined. keyboard 1
7 or when an instruction to recalculate the rotation axis is given via the mouse 6, the CPU calculates and sets the rotation axis. If recalculation of the rotation axis is not instructed, the rotation axis used in the previous rotation is reused.

処理701が第3図の手順304,305に対応する。Process 701 corresponds to steps 304 and 305 in FIG.

次いで処理702で回転量がダイヤル18によって入力
され、CPU9に取り込まれる。処理703では処理7
01で決定された回転軸および処理702で取り込まれ
た回転量から後述する回転差分マトリックスが算出され
る。次いで処理7O4で図形定義座標系6から投影座標
系↓への図形の回転変換に用いられる回転マトリックス
の現在値であるカレント回転マトリックスに前記回転差
分マトリックスが乗ぜられ、新たなカレント回転マトリ
ックスが算出される。カレント回転マト[Mcnew]
  : [M.+1  [Mcotdl  ・−−−・
・(3)で求められる。例えば、回転軸2の原点が、図
形定義座標系6の(p+q+r)で、U軸,■#,W軸
がそれぞれ、x,y,z軸と平行である場合、U軸のま
わりにθUだけあらたに回転する場合の回転差分マトリ
ックスは とすると、図形定義座標系6上の点(x+ y+ z)
は、投影座標系1上の点(X,Y.Z)に下記の式によ
り変換される。
Next, in process 702, the amount of rotation is inputted using the dial 18 and taken into the CPU 9. In process 703, process 7
A rotation difference matrix, which will be described later, is calculated from the rotation axis determined in step 01 and the amount of rotation taken in step 702. Next, in process 7O4, the current rotation matrix, which is the current value of the rotation matrix used for rotational transformation of the figure from the figure definition coordinate system 6 to the projected coordinate system ↓, is multiplied by the rotation difference matrix to calculate a new current rotation matrix. Ru. Current rotator [Mcnew]
: [M. +1 [Mcotdl ・---・
・It is determined by (3). For example, if the origin of the rotation axis 2 is (p+q+r) of the figure definition coordinate system 6, and the U-axis, ##, and W-axis are parallel to the x, y, and z axes, then there is a distance of θU around the U-axis. The rotation difference matrix for new rotation is the point (x+y+z) on the figure definition coordinate system 6.
is converted to a point (X, Y.Z) on the projected coordinate system 1 by the following formula.

で表わされる.同様に,V軸のまわりにθVだけあらた
に回転した場合および、W軸のまわりにθWだけあらた
に回転した場合の回転差分マトリックスはそれぞれ 一方、回転差分マトリックスは、今回の回転操作により
新たに加えられた回転を表わす変換マトリックスである
。回転差分マトリンクスを[M.+],旧カレント回転
マトリックスを[ Mco*a] +新カレント回転マ
トリックスを[MCIlewコ とすると、[Mcne
wlは、 と表わされる。
It is expressed as . Similarly, the rotation difference matrices when newly rotated by θV around the V axis and when newly rotated by θW around the W axis are is a transformation matrix representing the rotations. Rotating difference matrix [M. +], the old current rotation matrix is [Mco*a] + the new current rotation matrix is [MCIlewco, then [Mcne
wl is expressed as follows.

処理705では、連絡レジスタ12の回転マトリックス
指定値23に、処理704で算出されたカレント回転マ
トリックスが書き込まれ、更に指令種別22に″描画”
が設定され,グラフィックプロセッサ13が起動されて
、ディスプレイ8上の図形が回転して表示される。処理
702が第3図の手順306に、処理703〜705が
手順307,308に対応する。
In process 705, the current rotation matrix calculated in process 704 is written to the rotation matrix specified value 23 of the communication register 12, and furthermore, "drawing" is written in the command type 22.
is set, the graphics processor 13 is activated, and the figures on the display 8 are rotated and displayed. Process 702 corresponds to step 306 in FIG. 3, and processes 703 to 705 correspond to steps 307 and 308.

次に第7A図の処理701で行われる回転軸の決定につ
いて,第8図を参照して説明する。処理801ではまず
、マウス16を介して画面座標が入力される。処理80
3では,入力された前記画面座標が連絡レジスタl2の
画面座標指定値25に書き込まれ、メモリ10に記憶さ
れているカレント回転マトリックスが回転マトリックス
指定値23に書き込まれ、メモリ10に記憶されている
現在の表示対象空間が、表示対象空rg!J指定値24
に書き込まれ、指令種別22に″サーチ″が設定されて
,グラフィックプロセッサ13が起動される.起動され
たグラフィックプロセッサ13は、指定された画面座標
を含む図形の存在空間を連絡レジスタ12の存在空間応
答値27に設定する。
Next, the determination of the rotation axis performed in process 701 of FIG. 7A will be explained with reference to FIG. 8. In process 801, screen coordinates are first input via the mouse 16. Processing 80
3, the input screen coordinates are written to the screen coordinate designated value 25 of the communication register l2, and the current rotation matrix stored in the memory 10 is written to the rotation matrix designated value 23 and stored in the memory 10. The current display target space is display target space rg! J specified value 24
, "search" is set in the command type 22, and the graphic processor 13 is started. The activated graphics processor 13 sets the existence space of the figure including the designated screen coordinates in the existence space response value 27 of the communication register 12.

処理804では、前記処理803で新たに得られた存在
空間が前回までのサーチ処理によって得られた存在空間
(以下、存在空間積算値という)に積算される。この処
理では、 i)あらたに得られた存在空間が存在空間積算値に完全
に含まれる場合は、存在空間積算値は変更されない。
In process 804, the existence space newly obtained in the process 803 is added to the existence space obtained in the previous search process (hereinafter referred to as the existence space integrated value). In this process, i) If the newly obtained existential space is completely included in the existential space integrated value, the existential space integrated value is not changed.

五)i)以外の場合、あらたに得られた存在空間を含む
ように、存在空間積算値が拡げられる。ただし、存在空
間積算値は存在空間と同様に、投影座標系のいずれか二
つの座標軸を含む平面に平行な平面からなる直方体とす
る。
5) In cases other than i), the existence space integrated value is expanded to include the newly obtained existence space. However, like the existence space, the existence space integrated value is a rectangular parallelepiped made of planes parallel to the plane containing any two coordinate axes of the projected coordinate system.

処理805では、最終的に決定された存在空間積算値の
中心座標が求められ、回転軸2のU軸,V軸,W軸の原
点が、この中心座標位置に設定される。また、該u,v
,w各軸はそれぞれ、投影座標系の座標軸x,y,zに
平行に設定される。
In process 805, the center coordinates of the finally determined existential space integrated value are determined, and the origins of the U-axis, V-axis, and W-axis of the rotation axis 2 are set at this center coordinate position. Also, the u, v
, w axes are set parallel to the coordinate axes x, y, and z of the projected coordinate system, respectively.

上述の処理では第1A図に示されるように、指定図形(
図では球)の存在空間3の中心座標が回転軸の原点に設
定されるが、第1B図に示されるように、表示対象空間
5中の全図形に外接する存在空間4が算出され、該存在
空間4の中心座標が回転軸の原点に設定されてもよい。
In the above process, as shown in FIG. 1A, the specified figure (
In the figure, the center coordinates of the existence space 3 of the sphere (sphere) are set as the origin of the rotation axis, but as shown in Figure 1B, the existence space 4 circumscribing all the figures in the display target space 5 is calculated, and the The center coordinates of the existence space 4 may be set to the origin of the rotation axis.

さらに、第IC図に示されるように、表示対象空間(表
示画面)5の中心座標が算出され、この中心座標位置が
回転軸2の原点に設定されてもよい。
Furthermore, as shown in FIG. IC, the center coordinates of the display target space (display screen) 5 may be calculated, and this center coordinate position may be set as the origin of the rotation axis 2.

又、上述の実施例においては、図形の存在空間として直
方体が選定されているが、直方体でなく表示中の全図形
あるいは指定図形あるいは表示画面を包含する球、又は
円柱等の点対′称な多面体が想定され,想定された球や
多面体の中心あるいは中心付近を通る軸が回転軸として
設定されてもよい。
In addition, in the above embodiment, a rectangular parallelepiped is selected as the space in which the figure exists, but instead of a rectangular parallelepiped, a point-symmetric object such as a sphere or a cylinder that encompasses all the displayed figures or specified figures or the display screen is selected. A polyhedron may be assumed, and an axis passing through the center or near the center of the assumed sphere or polyhedron may be set as the rotation axis.

さらに上記実施例では回転軸u,v,w各軸は,投影座
標系の座標軸x,y,zにそれぞれ平行に設定されてい
るが、必ずしも平行でなくともよい。
Further, in the above embodiment, the rotation axes u, v, and w are set parallel to the coordinate axes x, y, and z of the projected coordinate system, respectively, but they do not necessarily have to be parallel.

回転量の設定は上記実施例においては、ダイヤル18の
手動操作により行われるが、第7B図に示すように、処
理705が終ったら再び処理703を開始する処理手順
とすることにより図形の回転が連続的に行われるように
してもよい。
In the above embodiment, the rotation amount is set by manual operation of the dial 18, but as shown in FIG. 7B, the rotation of the figure can be adjusted by starting the process 703 again after the process 705 is completed. It may be performed continuously.

本実施例によれば,ディスプレイ8上に表示された図形
が表示画面外に逸出させることなく回転されるので、あ
らゆる回転状態を表示画面上で観察することが可能とな
り、CAD装置や立体図形の生成支援装置に適用するこ
とにより,図形の処理を効率的に手順よく行うことがで
きる。
According to this embodiment, since the figure displayed on the display 8 is rotated without causing the figure to deviate from the display screen, it is possible to observe all rotational states on the display screen. By applying this to a generation support device, it is possible to process graphics efficiently and in a consistent manner.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、画像表示装置の画面上で回転させよう
とする図形を包含する立体が求められ、該立体の中心付
近を通る直線が、前記図形の回転軸として設定されるの
で,該図形が回転中あるいは回転後に表示画面から逸出
して画面に表示されなくなることを防ぐことが可能とな
り、図形処理のあともどりをなくして処理を効率よくす
る効果がある。
According to the present invention, a solid that includes a figure to be rotated on the screen of an image display device is obtained, and a straight line passing near the center of the solid is set as the rotation axis of the figure. It is possible to prevent the image from escaping from the display screen and not being displayed on the screen during or after the rotation, which has the effect of eliminating the need to go back after graphic processing and making the processing more efficient.

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

第IA図,第IB図,第IC図は回転軸決定方法を示す
斜視図、第2図は3次元図形の回転表示の概要を示す斜
視図、第3図は本発明の実施例を示す手順図、第4図は
本発明の実施例の主要構或を示すブロック図,第5A図
は図形メモリに記憶される図形描画コマンドの例を示す
平面図、第5B図は連絡レジスタに格納されるデータの
例を示す平面図、第6図はグラフィックプロセッサの処
理内容例を示す手順図、第7A図および第7B図は図形
回転操作の実施例を示す手順図、第8図は回転軸決定手
順の例を示す手順図で、第9図は従来技術の問題点を示
す斜視図である。 2・・・回転軸、3,4・・・立体(存在空間),5・
・・3次元図形表示空間, 8・・・画像表示装置(ディスプレイ)、9・・・CP
U,10・・・メモリ、11・・・図形メモリ、l2・
・・連絡レジスタ、 13・・・グラフィックプロセッサ、 15,16,17,18・・・入力装置。
Figures IA, IB, and IC are perspective views showing a method for determining a rotation axis, Figure 2 is a perspective view showing an overview of rotational display of a three-dimensional figure, and Figure 3 is a procedure showing an embodiment of the present invention. 4 is a block diagram showing the main structure of an embodiment of the present invention, FIG. 5A is a plan view showing an example of graphic drawing commands stored in the graphic memory, and FIG. 5B is a block diagram showing an example of graphic drawing commands stored in the communication register. A plan view showing an example of data, FIG. 6 is a procedure diagram showing an example of processing contents of the graphic processor, FIGS. 7A and 7B are procedure diagrams showing an example of figure rotation operation, and FIG. 8 is a procedure for determining the rotation axis. FIG. 9 is a perspective view showing the problems of the prior art. 2... Rotation axis, 3, 4... Solid (existence space), 5.
...Three-dimensional figure display space, 8...Image display device (display), 9...CP
U, 10...Memory, 11...Graphic memory, l2.
...Communication register, 13...Graphic processor, 15, 16, 17, 18...Input device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、画像表示装置に表示された3次元図形を対話的に回
転させる3次元図形回転表示方法において、表示中の図
形を包含する立体を求める手順と、該立体の中心付近と
交差する軸を回転軸に設定する手順と、を備えているこ
とを特徴とする3次元図形回転表示方法。 2、立体が、回転させられる図形に外接する直方体であ
ることと、該直方体の中心付近をとおる軸が回転軸に設
定されることと、を特徴とする請求項1に記載の3次元
図形回転表示方法。 3、立体が画像表示装置に表示中の全図形を包含する直
方体であり、該直方体のそれぞれの面は少なくとも一つ
の図形に外接していることと、該直方体の中心付近を通
る軸が回転軸に設定されていることと、を特徴とする請
求項1または2に記載の3次元図形回転表示方法。 4、立体が、画像表示装置の3次元図形表示空間全体を
包含する直方体であることを特徴とする請求項1または
2に記載の3次元図形回転表示方法。 5、直方体を形成する面は、画像表示装置のデバイス座
標系のいずれか2軸を含む平面に平行であることを特徴
とする請求項2乃至4のいずれかに記載の3次元図形回
転表示方法。 6、請求項1乃至5の何れかに記載の3次元図形回転表
示方法を備えたコンピュータ援用図形作成方法。 7、3次元図形を表示可能な画像表示装置と、定められ
た回転軸の回りでの前記3次元図形の回転量を対話的に
指示する入力装置と、入力された指示に基づいて演算を
行い、該3次元図形を前記回転軸の回りに回転させて表
示させる制御演算装置と、を備えた図形処理装置におい
て、前記制御演算装置が、共通線を介して入力装置に接
続されたCPUと、該CPUに接続され入力されたデー
タおよびCPUを動作させるプログラムを格納するメモ
リと、前記共通線に接続され図形ごとの図形種別、座標
データ、図形識別子を格納する図形メモリと、前記共通
線に接続され指令種別、回転マトリックス指定値、表示
対象空間指定値、画面座標指定値、図形識別子応答値、
存在空間応答値、を格納する連絡レジスタと、前記共通
線に一端を接続され他端を前記画像表示装置に接続され
たグラフィックプロセッサと、を備えていることと、前
記グラフィックプロセッサは前記入力装置で指定された
図形に外接する立体の座標値を算出するものであること
と、前記CPUは前記指定された図形の回転軸として該
立体の中心付近の座標を通る直線を設定するものである
ことと、を特徴とする図形処理装置。 8、3次元図形を処理可能な図形処理装置と該図形処理
処理装置に対する入力を対話的に行なう入力装置とを備
えたコンピュータ援用図形作成装置において、前記図形
処理装置が請求項7に記載の図形処理装置であることを
を特徴とするコンピュータ援用図形作成装置。
[Scope of Claims] 1. In a three-dimensional figure rotation display method for interactively rotating a three-dimensional figure displayed on an image display device, a procedure for obtaining a solid body that includes the figure being displayed, and a method for determining the vicinity of the center of the solid body. A method for rotating a three-dimensional figure, comprising: setting an axis that intersects with the rotation axis as a rotation axis. 2. Three-dimensional figure rotation according to claim 1, wherein the solid is a rectangular parallelepiped circumscribing the figure to be rotated, and an axis passing near the center of the rectangular parallelepiped is set as the rotation axis. Display method. 3. The solid is a rectangular parallelepiped that includes all the figures being displayed on the image display device, each surface of the rectangular parallelepiped is circumscribed by at least one figure, and the axis passing near the center of the rectangular parallelepiped is the rotation axis. 3. The three-dimensional figure rotation display method according to claim 1, wherein the three-dimensional figure rotation display method is set to . 4. The three-dimensional figure rotation display method according to claim 1 or 2, wherein the solid is a rectangular parallelepiped that encompasses the entire three-dimensional figure display space of the image display device. 5. The three-dimensional figure rotation display method according to claim 2, wherein the plane forming the rectangular parallelepiped is parallel to a plane containing any two axes of a device coordinate system of the image display device. . 6. A computer-aided graphic creation method comprising the three-dimensional graphic rotation display method according to any one of claims 1 to 5. 7. An image display device capable of displaying a three-dimensional figure, an input device for interactively instructing the amount of rotation of the three-dimensional figure around a predetermined rotation axis, and performing calculations based on the input instructions. , a control calculation device that rotates and displays the three-dimensional figure around the rotation axis, a CPU in which the control calculation device is connected to an input device via a common line; a memory connected to the CPU and storing input data and a program for operating the CPU; a figure memory connected to the common line and storing figure types, coordinate data, and figure identifiers for each figure; and a figure memory connected to the common line. command type, rotation matrix specified value, display target space specified value, screen coordinate specified value, figure identifier response value,
a communication register for storing an existence space response value; and a graphics processor connected at one end to the common line and at the other end to the image display device, and the graphics processor is connected to the input device. The CPU calculates the coordinate values of a solid that circumscribes the specified figure, and the CPU sets a straight line passing through the coordinates near the center of the solid as the rotation axis of the specified figure. A graphic processing device characterized by. 8. A computer-aided figure creation device comprising a figure processing device capable of processing three-dimensional figures and an input device that interactively performs input to the figure processing device, wherein the figure processing device is capable of processing the figure according to claim 7. A computer-aided graphic creation device, characterized in that it is a processing device.
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Cited By (2)

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