FI72001C

FI72001C - ANORDNING FOER FOTOGRAFERING AV ETT TREDIMENSIONELLT FOEREMAOL.

Info

Publication number: FI72001C
Application number: FI850147A
Authority: FI
Inventors: Ari Elo
Original assignee: Cadmatic Computer Services Ky
Priority date: 1985-01-14
Filing date: 1985-01-14
Publication date: 1987-03-09
Also published as: GB8600085D0; SE461062B; FI850147A0; FI850147L; FI72001B; DE3544789A1; SE8506040L; SE8506040D0; GB2169779B; GB2169779A; JPS61190668A; NO855243L

Description

7200172001

Laitteisto kolmiulotteisen kohteen kuvaamiseksi Tämä keksintö koskee laitteistoa kolmiulotteisen kohteen kuvaamiseksi tasoprojektioina useastaeri suunnasta tietokoneen muistiin syötettyjen koordinaattitietojen avulla, johon laitteistoon kuuluu tieto- 5 koneeseen linjayhteydessä olevaan erilliseen grafiiKkaprosessoriin kytketty kuvapinta sekä ohjausvälineet kohteesta kuvatun osaprojektion sijainnin muuttamiseksi projektiotasossa, jolloin kuvapinta muodostuu useasta osasta, joissa kussakin on kuvattu kohteen eri projektio.The present invention relates to an apparatus for describing a three-dimensional object in planar projections from multiple directions by means of coordinate information input to computer memory, the apparatus comprising an image surface connected to a separate graphics processor connected to the computer and control means for changing the position of the partial projection a different projection of the object is described.

Erilaisissa suunnittelutehtävissä on yleistynyt CAD-järjestelmien 10 käyttö. Näissä järjestelmissä kuvataan avaruuskappaletta kuvaruudun kuvapinnalla tietokoneen muistiin syötettyjen koordinaattitietojen avulla. Tarvittaessa voidaan erilaisia kuvantoja tulostaa piirturin avulla. Käsiteltäessä monimutkaisia volyymi ma 11eja tietokoneen avulla suurena ongelmana on kuvapinnan riittämätön koko. Monimutkaisen kap-15 paleen geometrian ymmärtämiseksi on tarpeen samanaikaisesti nähdä kohde yleensä vähintään kolmesta eri suunnasta. Nykyisillä laitteilla tämä on mahdollista siten, että tietokoneen näyttöputken kuvaruutu jaetaan alueisiin, joille prosessoidaan kohteesta eri suunnista kuva. Jos kohde on suuri, on tarkastelussa käytettävä panorointia ja zoomausta, 20 jotka kummatkin toimenpiteet edellyttävät tietokoneen prosessointia siinä määrin, että toiminta tulee hitaaksi.The use of CAD systems 10 has become more common in various design tasks. These systems describe a space object on the screen image surface using coordinate information entered into computer memory. If necessary, different images can be printed using the plotter. Insufficient image surface size is a major problem when processing complex volumes with the help of a computer. To understand the geometry of a complex Kap-15 piece, it is necessary to simultaneously see the object, usually from at least three different directions. With current devices, this is possible by dividing the screen of the computer display tube into areas where an image of the object from different directions is processed. If the subject is large, pan and zoom must be used in the review, 20 both of which require computer processing to the extent that operation becomes slow.

Tämän keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista se, että kuvapinnan osat muodostuvat kolmesta ta? useammasta eri kuvaruudusta, jotka on kytketty yhteiseen grafiikkaprosessoriin ja varustettu kukin 25 omalla kuvamuistilla, jolloin kuhunkin kuvamuistiin on tallennettu tiedot koko kohteen projektiosta kyseisessä tasossa, ja että kohteesta kuvattavan kunkin osaprojektion muuttunut sijainti omassa projektio-tasossaan on kuvattavissa omalla kuvaruudullaan välittömästi kyseistä kuvaruutua vastaavaan muistiin tai muistin osaan tallennettuja tietoja 30 grafiikkaprosessorilla käsittelemällä ilman merkittävää tietokoneen prosessointia. Kolmiulotteista kohdetta voidaan tarkastella kolmesta tai useammastakin eri 2 72001 suunnasta samanaikaisesti. Kunkin kuvaruudun kuvaa voidaan liikutella suuremmalla taustakuva-alueella ilman merkittävää ja aikaanvievää tietokoneprosessointia. Kuva on prosessoitu jo etukäteen kutakin kuvaruutua varten olevaan kuvamuistiin. Kuvan liikuttelu kullakin ku-5 vaputkella voidaan suorittaa synkronisesti.The apparatus according to the present invention is characterized in that the parts of the image surface consist of three ta? a plurality of different screens connected to a common graphics processor and each with its own 25 image memories, each image memory storing information about the projection of the entire object in that plane, and that the changed position of each subproject in the projection plane can be processing the data stored in the memory portion by 30 graphics processors without significant computer processing. A three-dimensional object can be viewed from three or more different 2 72001 directions simultaneously. The image of each screen can be moved over a larger background area without significant and time-consuming computer processing. The image is already processed in advance in the image memory for each screen. The movement of the image with each ku-5 can be performed synchronously.

Keksinnön mukaista laitteistoa voidaan käyttää osana suuremmassa järjestelmässä. Järjestelmän avulla voidaan suorittaa esim. monimutkaisten kone istotilojen sijoitus- ja putkistosuunnittelua. Kohteina voivat olla mm. seuraavat: laivojen konehuoneet, offshore-laitteet, 10 kemian tehtaat, voimalaitokset ym. Järjestelmässä putkien sijoittelu-suunnittelu tapahtuu rakentamalla datamalli, joka on täysin perinteisen suunnittelumallin kaltainen. Yksittäisten putkien geometria on datamallista purettavissa putkipakettien työpiirustuksiksi, isometria-piirustuksiksi, putkien etukäteisvalmistuksen ede11yttämiksi osapiirus-15 tuksiksi ja numeeriseksi ohjausinformaatioksi. Keksinnön mukainen laitteisto mahdollistaa taso- ja leikkauskuvien esityksen datamallista kuvapinnalla.The apparatus according to the invention can be used as part of a larger system. With the help of the system, for example, the placement and piping design of complex machine rooms can be carried out. Targets can be e.g. the following: ship engine rooms, offshore equipment, 10 chemical plants, power plants, etc. In the system, the placement design of the pipes is done by building a data model that is completely similar to the traditional design model. The geometry of the individual pipes can be decoded from the data model into working drawings of pipe packages, isometric drawings, sub-drawings advanced by the prefabrication of pipes, and numerical control information. The apparatus according to the invention enables the representation of plan and sectional images of a data model on an image surface.

Keksintöä ja sen yksityiskohtia selostetaan lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaavio11isesti 20 kohteen kuvaamista keksinnön mukaisella laitteistolla, kuvio 2 esittää yhtä sovellutusta keksinnön mukaisesta laitteistosta.The invention and its details will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 schematically shows 20 objects with an apparatus according to the invention, Fig. 2 shows one embodiment of an apparatus according to the invention.

Kuviossa 1 on kuvattavana kohteena kuution 1 sisältämä tila, jota tarkastellaan kolmesta eri suunnasta A, B ja C, tasoprojektiona kuutioni kolmella pinnalla I, M ja Ml. Yhdellä kertaa tarkasteltavana osana on 25 kuution kolmen pinnan osat a, b, ja c, joiden voidaan kuvitella olevan ison kuution 1 sisällä olevan pienen kuution 2 kolme eri projektiota.Figure 1 shows the object contained in the cube 1, viewed from three different directions A, B and C, as a planar projection of my cube on three surfaces I, M and M1. The parts a, b, and c of the three surfaces of the 25 cubes, which can be imagined to be three different projections of the small cube 2 inside the large cube 1, are considered at one time.

Jn kuitenkin huomattava, että kuutiota 2 ei sinänsä kuvata leikkauksena. Mikäli kuution 2 kyljen ja tasojen I, Il tai III välissä kuution 1 tilassa on jotain, tämä projisoituu tasoihin I, Il ja III.However, it should be noted that cube 2 is not per se described as a section. If there is something between the side of cube 2 and planes I, II or III in the state of cube 1, this is projected onto planes I, II and III.

30 Pinnan osat esitetään kolmena eri projektiona, 1 eikkauksina A-A, B-B30 The surface parts are shown in three different projections, 1 as notches A-A, B-B

ja C-C tasoissa I, Il ja 111. Pinnoilla a, b ja c on lisäksi esitetty kuutiossa 2 olevan pisteen 3 projektiot. Kuutiota 2 voidaan haluttaessa siirtää.kuution 1 suhteen, jolloin kuution 2 projektiot a, b ja c siirtyvät vastaavasti tasoissa I, I I ja I I I.and C-C in planes I, II, and 111. For surfaces a, b, and c, the projections of point 3 in cube 2 are further shown. If desired, the cube 2 can be shifted with respect to the cube 1, whereby the projections a, b and c of the cube 2 move in the planes I, I I and I I I, respectively.

35 3 7200135 3 72001

Projektion a liikettä tasossa I esim. kuviossa 1 vasempaan vastaa projektion c yhtä suuri liike samoin vasempaan tasossa III.The movement of the projection a in the plane I, e.g. to the left in Fig. 1, corresponds to the equal movement of the projection c in the same way to the left in the plane III.

Taso II on kohtisuorassa tasoja I ja II vastaan eikä siihen sisälly em. projektioiden a ja c liikesuuntaa, joten projektio b pysyy pai-5 koillaan tasossa II. Jos sen sijaan projektio c siirtyy tasossa III esim. ylöspäin, projektio b siirtyy vastaavasti tasossa II ylöspäin. Tällöin projektio a pysyy paikoillaan. Kaikki projektiot siirtyvät siis aina keskenään samaan suuntaan edellyttäen, että kyseisen liikesuunnan komponentti sisältyy asianomaisen projektin tasoon.Plane II is perpendicular to planes I and II and does not include the direction of movement of the above projections a and c, so projection b remains in place in plane II. If, instead, the projection c moves upwards in plane III, e.g., the projection b moves upwards in plane II, respectively. Then the projection a remains in place. Thus, all projections always move in the same direction with each other, provided that the component of that direction of motion is included in the plane of the project in question.

10 Kuviossa 2 on esitetty työasema, jossa on sovellettu keksintöä.Figure 2 shows a workstation in which the invention has been applied.

Työasema 11a on kolme erillistä näyttöputkea A1 , k1 1 ja 1*1 ' 1 . Kussakin näyttöputkessa on esitetty erikseen leikkauksien A-A, B-B ja C-C osat a, b ja c,jotka näin ovat nähtävissä samanaikaisesti. Kunkin kuvaruudun muistiin on laskettu valmiiksi yksi leikkauksista A-A, B-B 15 tai C~C kokonaisuudessaan. Kerralla käsiteltävä kuva-ala siis on saatu suurennetuksi siten, että jokaisen kuvaputken esittämä kuva a, b, c on vain osa suuremmasta tausta-alueesta eli kuution 1 pinnoista I, Il ja III. Kuution 1 pinnoilla voidaan liikkua lähes reaaliajassa eikä siirtyminen vaadi enää prosessointia. Tabletin 5 avulla voidaan 20 ohjata kuvattavien pintojen a, b ja c sijaintia pinnoilla I, Il ja III. Samalla tabletilla voidaan ohjata myös kuvaruudun pinnassa näkyvää osoitinta eli kursoria, joka liikkuu synkronoi dusti kaikissa projektioissa siten, että helposti voidaan osoittaa haluttua paikkaa avaruudessa eli kuviossa 1 kuvattua pistettä 3- Tabletin avulla voi-25 daan osoittaa haluttua paikkaa avaruudessa eli kuviossa 1 kuvattua pistettä 3- Tabletin asemesta voidaan luonnollisesti käyttää myös esim. "hiirtä" tai näppäimistöä koordinaattien ohjaukseen. Kuviossa 2 on laitteistoon kytketty grafiikkaprosessori 6 muisteineen esitetty vain kaavi oi 1isesti.The workstation 11a has three separate display tubes A1, k1 1 and 1 * 1 '1. Parts a, b and c of sections A-A, B-B and C-C, which can thus be seen simultaneously, are shown separately in each display tube. One of the sections A-A, B-B 15 or C ~ C in its entirety is pre-computed in the memory of each screen. Thus, the image area to be processed at one time has been enlarged so that the image a, b, c represented by each image tube is only a part of the larger background area, i.e. the surfaces I, II and III of the cube 1. The surfaces of the cube 1 can be moved in almost real time and the transition no longer requires processing. By means of the tablet 5, the position of the surfaces a, b and c to be imaged on the surfaces I, II and III can be controlled. The same tablet can also be used to control a pointer on the surface of the screen, i.e. a cursor, which moves synchronously in all projections so that the desired location in space, i.e. point 3 shown in Figure 1, can be easily pointed. - Instead of a tablet, you can of course also use, for example, a "mouse" or a keyboard to control the coordinates. In Fig. 2, the graphics processor 6 connected to the hardware with its memories is shown only schematically.

30 Keksinnön mukaista työasemaa voidaan käyttää osana suurempaa jär jestelmää. Järjestelmään kuuluu perusohjelma, joka huolehtii kaikesta systeemin edellyttämästä tiedonhallinnasta ja mahdollistaa yhteydet muihin ATK-järjestelmiin. Suunniteltavaan tilaan sijoitettavien laitteiden tiedot syötetään järjestelmään. Sisäänsyöttoto iminnot voidaan 35 hajauttaa ja ne voidaan tehdä samoja päätteitä käyttäen kuin 72001 k tulostuskin.The workstation according to the invention can be used as part of a larger system. The system includes a basic program that takes care of all the information management required by the system and enables connections to other computer systems. The data of the devices to be placed in the planned space are entered into the system. The input functions can be distributed and can be done using the same terminals as the 72001 k output.

Järjestelmään kuuluva toinen osaohjelma laatii suunniteltavasta kohteesta mallin, jota voidaan visualisoida katsomalla useita samasta kohteesta otettuja leikkauksia A-A, B-B ja C-C. Leikkauksista anne-5 taan vain katsomissuunta, leikkaustason paikka, syvyys ja skaala.The second subprogram of the system creates a model of the planned object, which can be visualized by looking at several sections A-A, B-B and C-C taken from the same object. Of the cuts, only the viewing direction, location, depth, and scale of the cutting plane are given.

Syntynyt datamalli tallennetaan perusohjelman välityksellä yhteiseen tietokantaan joko odottamaan myöhemmin tehtäviä lisäyksiä tai tulostettavaksi piirustuksina sekä osaluetteloina. Riippuen keskustietokoneen kapasiteetista voidaan tämä ohjelma ajaa joko siinä tai eri 11 i-10 sessä keskusyksikössä, johon liittyy oma pienempi levymuisti ja jonka käsittelynopeus on riittävän suuri.The resulting data model is stored in a common database via a basic program, either to await further additions or to be printed as drawings and parts lists. Depending on the capacity of the mainframe computer, this program can be run either on it or on a different 11 i-10 central unit with its own smaller disk memory and a sufficiently high processing speed.

Järjestelmään voi lisäksi kuulua ohjelma osaluetteloiden laatimiseksi sekä piirtämisohjelma, joka tulostaa kaksiulotteisia piirustuksia taso- ja leikkauskuvina.The system may also include a program for compiling parts lists and a drawing program that prints two-dimensional drawings as planar and sectional views.

15 Järjestelmä on liitettävissä ns. yleis-CAD-järjestelmi in.15 The system can be connected to the so-called general CAD system in.

Claims

Apparatus for describing a three-dimensional object (1) as planar projections from several different directions (A, B, C) by means of coordinate information input into computer memory, which apparatus comprises a separate graphics processor ( 6) a coupled image surface and control means (5) for changing the position of the sub-projection (a, b, c) described from the object in the projection plane (I, Il and lii), whereby the image surface consists of several parts (A ', A' ', V'1), each depicting a different projection of the object, characterized in that the parts of the image surface consist of three or more different screens (A1, A'1, A'11) connected to a common graphics processor (6) and each provided with its own image memory, wherein each image memory stores information about the projection of the entire object in that plane (1, II, M1), and that the changed position of each of the 15 subprojects (a, b, c) to be photographed on the object in its own projection plane (I , II, III) can be displayed on its own screen (A1, A1 ', A111) immediately by processing the data stored in the memory or part of the memory corresponding to that screen without significant computer processing.

Apparatus according to Claim 1, characterized in that the object (1) to be imaged is described in three mutually perpendicular directions (A, B, C).

Apparatus according to claim 1 or 2, provided with means (5) for indicating a certain point (3) in the projection shown on the screen, characterized in that the position of the pointers changes synchronously in each projection (a, b, c) of the point (3). ).