JP2000148822A

JP2000148822A - 立体図作図方法

Info

Publication number: JP2000148822A
Application number: JP10318938A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Seki; 亘宏関
Original assignee: I T P KK
Current assignee: I T P KK
Priority date: 1998-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2000-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】立体図を作図（トレースを含む）するに際し
て、モデル投影図の各軸の回転角を簡単に設定できる方
法を提供する。【解決手段】本発明は、３つの面からなるモデル投影
図３２をディスプレイ上に表示しておき、上記モデル投
影図３２の特定の面の傾きに対応した立体図を描画機能
を用いて作図する立体図作図方法において、立体図の特
定の傾きを持つ特定の面上に描かれた特定の図形要素か
ら該面の特定の傾きを得て、該傾きに上記モデル投影図
３２の特定の面の傾きを一致させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は立体図の作図方法に
関し、特に、モデル投影図の各軸の回転角を簡単に設定
できる方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、従来の典型的なＣＡＤシステム
のハードウェア構成図であり、このようなＣＡＤシステ
ムでは以下のようにして直線・円・楕円等を描くことが
できる。（ａ）直線Ｉ：描こうとする直線の始点と終点とをマウス４２で指
示する。

【０００３】II：描こうとする直線の始点をマウス４２
で指示し、角度と長さとを操作ボード４１より入力す
る。（ｂ）円Ｉ：中心点をマウス４２で指示し、半径を操作ボード４
１より入力する。

【０００４】II：直径に対応する２点をマウス４２で指
示する。（ｃ）楕円Ｉ：中心点をマウス４２で指示し、長径の方向と長径の
長さと短径の長さとを操作ボード４１より入力する。

【０００５】また、このようなＣＡＤシステムでは、上
記のようにして描いた各図形要素あるいは各図形要素を
組み合わせて描いた図形を移動・複写することができ
る。（ｄ）移動Ｉ：移動対象図形（図形要素を含む）と移動元基準点と
移動先基準点とをマウス４２で指示する。これによって
上記図形は移動先基準点に移動する。

【０００６】II：移動対象図形と移動方向（直線等）と
をマウス４２で指示し、移動距離を操作ボード４１より
入力する。（ｅ）複写上記移動と操作手順は全く同じであるが、元の図形がそ
のまま元の位置に残る。

【０００７】本願出願人はアイソメトリックの立体図の
基本となる３つのモデル投影面（Ｘ面・Ｙ面・Ｚ面）に
基準の大きさの楕円Ｃx,Ｃy,Ｃz を描いたモデル投影図
（図７の参照符号３２）を表示しておき、該モデル投影
図３２を媒介に立体図を描く方法を特公平６−１２５６
０に開示している。

【０００８】すなわち、ディスプレイ２０にモデル投影
図３２を表示しておき、基準方向（平面図上の水平線と
垂直線に対応する方向であり、更に、水平線に対応する
方向は、例えば正面図と右又は左の方の側面図の水平線
に対応する２つの方向がある。）の線分を描くときに
は、まず線分の始点を指示し、次いで方向指示すなわち
上記基準方向のいずれかを指示した後、線分の長さを入
力する。これによって、指示した基準方向に所定長さの
線分を描くことができる（演算手段３４は、計算上必要
なデータを記憶手段３３より取得し、上記所定長さを演
算する）。

【０００９】また、楕円を描くときには、まず楕円の中
心を指示し、次いでモデル投影図３２に描かれた楕円Ｃ
_x・Ｃ_y・Ｃ_zのいずれかを指示した後、描こうとして
いる楕円の元になる円（平面図上の円）の直径を入力す
る。例えば、楕円Ｃ_xを指示した場合には、モデル投影
図３２のＸ面上に上記元になる円を投影して形成される
楕円を描くことができる。

【００１０】なお、図７に示したモデル投影図３２の各
軸（Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸）はアイソメトリックの方向に描
いているが（当然楕円Ｃ_x・Ｃ_y・Ｃ_zもアイソメトリ
ックの方向および長径と短径との比率を保持してい
る。）、アイソメトリック以外の投影角度を用いる場合
には、モデル投影図３２の各軸の方向は、図８に示す設
定画面において変更可能である。すなわち上記設定画面
において、例えばＺ軸を１５°回転させるように指示を
すると、この回転角度情報に対応して各モデル投影面に
おける各辺の長さ（アイソメトリック方向を１としたと
きの比率）および各モデル投影面に描かれる楕円の形状
（長径・短径の長さほか各方向の径の長さ）を角度演算
手段３１が演算し、その結果を記憶手段３３に書き込む
とともに、Ｚ軸を中心にモデル投影図３２を１５°回転
させる。これによって、上記の比率で演算された各辺の
長さを有する３つのモデル投影面からなるモデル投影図
３２が現れ、以降は、該モデル投影図３２を媒介に作図
をする。

【００１１】更に、このようなＣＡＤシステムを利用し
て、既に紙面上に描かれた図面（設計図）に対応したト
レース図面を作成することもできる。すなわち、イメー
ジスキャナ１０を用いることによって上記紙面上に描か
れた図面を本体３０上の主記憶手段３５に取り込み、デ
ィスプレイ２０に元図（ドットデータ）として表示させ
る。その後、上記した直線・円・楕円等の描画機能を用
いて元図上をトレースすることによって当該元図に対応
したベクタデータを得ることができ、このようにして清
書された図面はプロッタあるいはプリンタ５０より取り
出すことができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記モデル
投影図３２の各軸の方向は、アイソメトリックで立体図
の作図あるいはトレースをする場合の方向に初期設定さ
れており、必要が有る場合には、上記した図８の設定画
面から軸の指示と角度の入力処理をする必要がある。

【００１３】すなわち、例えば図１０（点線は、初期設
定時におけるモデル投影図３２の各軸を示す。）に示す
ようにアイソメトリックの方向と比べてＺ軸がいくらか
回転している立体図をトレースする場合に上記の数値入
力の方法を用いてＺ軸を回転させようとすると、オペレ
ータは正確な回転角度が判らないので目測で推定した角
度を数値入力することになる。しかしながら、この場合
当然１回目の入力では不正確な角度しか入力できず、何
度かの思考錯誤を繰り返して必要な角度に合わせること
になる。しかも、この例ではＺ軸のみの回転を扱ってい
るが、Ｚ軸以外を同時に回転させる必要がある場合には
正確な角度の決定はほとんど不可能に近いことになる。

【００１４】また、たとえベクタデータで描かれた立体
図であっても、アイソメトリックでない面上に描かれた
部分に修正を加える必要がある場合には、上記のように
モデル投影図３２の各軸の方向を上記修正を要する面の
傾きに合わせる必要がある。設計図等では多くの場合角
度が指定されていることが多く、この場合も、指定され
た数値を上記図８に示した設定画面から入力する必要が
あり、煩雑となる。また、入力すべき角度がはっきり判
らない場合は上記のトレース図面の作成時と同様の煩雑
さがある。

【００１５】本発明は上記従来の事情に基づいて提案さ
れたものであって、立体図を作図（トレースを含む）す
るに際して、上記モデル投影図３２の各軸の回転角を簡
単に設定できる方法を提供することを目的とするもので
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために以下の手段を採用している。すなわち、本発
明は、図１に示すように３つの面からなるモデル投影図
３２をディスプレイ上に表示しておき、上記モデル投影
図３２の特定の面の傾きに対応した立体図を描画機能を
用いて作図する立体図作図方法において、立体図の特定
の傾きを持つ特定の面上に描かれた特定の図形要素から
該面の特定の傾きを得て、該傾きに上記モデル投影図３
２の特定の面の傾きを一致させることを特徴とする。

【００１７】上記した立体図作図方法では、立体図の特
定の面の方向を決定する２つの直線を指示することによ
って上記面の特定の傾きを得るようにしている。また、
立体図の投影面上に真円を投影して形成される楕円に外
接する矩形の対角線を構成する２点と上記楕円の長径あ
るいは短径のいずれかの方向とを指示することによって
上記面の特定の傾きを得るようにしている。

【００１８】このような立体図作図方法によれば、軸の
指示と角度の入力処理をする必要なくモデル投影図３２
の各軸の回転角を簡単に設定するとができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に従って詳細に説明する。（第１の実施の形態）図１は、本発明を適用したＣＡＤ
システムの概略機能ブロック図であり、入力手段４０よ
りの指示情報に基づいてモデル投影図３２の回転角度を
特定したのち該回転角度情報を角度演算手段３１に通知
する角度特定手段３６を上記従来の構成（図７）に加え
た構成としている。

【００２０】以下、本ＣＡＤシステムの構成を、既に作
成された立体図をトレースする場合の動作とともに説明
する。

【００２１】図２に示す紙面Ｔ₁上に描かれたアイソメ
トリックの方向と異なる方向に描かれた立体図の元図を
トレースする場合、まず、イメージスキャナ１０を用い
ることによって紙面Ｔ₁を本体３０の主記憶手段３５に
取り込み、ディスプレイ２０に元図として表示させると
ともに、同じ画面にアイソメトリックの方向のモデル投
影図３２も表示させておく（図４(a) ）。当該モデル投
影図は、図４では２つ表示しているが基本的には１つで
もよい。

【００２２】続いて、スケール変更モード（モデル投影
図３２の軸の方向を変更するモード）において、上記モ
デル投影面の中のＸ面を指示する（図４(b) ）。この指
示は「Ｘ面をＹ軸、Ｚ軸を中心にこれから指示する方向
に回転させる」ことを意味する。

【００２３】ついで、上記元図上の右前面の方向を特定
するために、該右前面の輪郭を構成する直線Ｐ₁−
Ｐ₂、直線Ｐ₁−Ｐ₃を指示することになるが、ここで
は上記元図はスキャナ１０で取り込んだドットデータを
扱っているためマウス４２で直接上記直線Ｐ₁−Ｐ₂あ
るいは直線Ｐ₁−Ｐ₃上を指示しても角度特定手段３６
は線として認識できない。そこで、点Ｐ₃→Ｐ₁、Ｐ₁
→Ｐ₂の４点（あるいは重複を避けるため点Ｐ₃→Ｐ₁
→Ｐ₂の３点）を順に指示する。これによって、角度特
定手段３６は直線Ｐ₁−Ｐ₂、直線Ｐ₁−Ｐ₃が指示さ
れたことを認識し、このときの指示された各直線の方向
を演算して角度演算手段３１にその結果を渡すことにな
る。

【００２４】これによって角度演算手段３１は、モデル
投影図３２のＹ軸を直線Ｐ₁−Ｐ₃の方向に、またＺ軸
を直線Ｐ₁−Ｐ₂（従ってＸ軸を直線Ｐ₃−Ｐ₄）の方
向に回転させた場合の各モデル投影面を構成する各辺の
長さ（アイソメトリック方向を１としたときの比率）お
よび各モデル投影面に描かれる楕円の形状（長径・短径
の長さほか各方向の径の長さ）を演算し、その結果を記
憶手段３３に書き込むとともにモデル投影図３２の各軸
を上記した方向に回転させる（図４(c) ）。

【００２５】このようにモデル投影図３２を回転させる
と同時にカーソル４２ａも同様に回転させ、カーソル４
２ａの移動可能方向を楕円Ｃ₁の長径方向のみに制限す
るようにしてもよい。なお、カーソル４２ａの移動可能
方向を制限する技術は公知である為ここでは説明を省略
する。また、演算手段３４の機能や動作は上記従来の場
合と同様である。すなわち演算手段３４は、記憶手段３
３を参照しながら、作図をする際に必要となる情報（例
えばモデル投影面のＸ面上に所定長さの線分を投影して
形成される線分の長さ等）を演算する（図４(d) ）。

【００２６】以上の結果、Ｙ軸、Ｚ軸がそれぞれ、上記
直線Ｐ₁−Ｐ₃、直線Ｐ₁−Ｐ₂の方向と一致するよう
になり（Ｘ軸も当然直線Ｐ₃−Ｐ₄の方向と一致）、ま
た点Ｐ₃,Ｐ₁,Ｐ₂によって規定される元図上の面に描か
れる楕円は、回転後にＸ面に描かれる楕円Ｃx と相似
（元図上面に描かれる楕円、元図左前面に描かれる楕円
はそれぞれ、楕円Ｃz,楕円Ｃy と相似）をなすことにな
り、これら回転後の各軸、あるいは基準楕円を用いて上
記元図に対するトレースあるいは追加訂正処理が可能と
なる。（第２の実施の形態）上記第１の実施の形態では、面の
方向を特定する直線を含む形状が元図として取り込まれ
ていることを前提としているが、元図として楕円しか現
れていない場合、上記の方法は採用できない。すなわ
ち、この場合は、楕円の長径の方向（または短径の方
向）および長径と短径との比率が判別できる入力を行
う。これらの要素がわかると、その楕円が描かれている
面の方向を決定することができる。

【００２７】ここで、楕円の長径の方向は長径を構成す
る２点を指示することによって得ることができ、また、
この２点の入力によって長径長さも得ることができる。
同様に、楕円の短径の方向および長さは短径を構成する
２点を指示することによって得ることができ、これによ
って長径と短径との比率を得ることができる。操作性を
考慮して、長径を構成する２点を指示した後短径を構成
する１点のみを指示するようにしてもよい。この場合
は、長径の中点と短径を構成する１点とによって短径の
方向および長さを得るようにする。同様に、短径を構成
する２点を指示した後長径を構成する１点のみを指示す
るようにしてもよい。

【００２８】また、楕円に外接する矩形の対角線を構成
する２点と楕円の長径の方向（または短径の方向）とを
指示することによっても、その楕円が描かれている面の
方向を決定することができる（詳細は後述する）。

【００２９】以下、上記した楕円の判別方法により、図
３に示す紙面Ｔ₂上に描かれたアイソメトリックの方向
と異なる方向に描かれた元図をトレースする場合の動作
について説明する。

【００３０】まず、上記第１の実施の形態の場合と同
様、紙面Ｔ₂を元図としてディスプレイ２０に表示させ
るとともに同じ画面にモデル投影図３２も表示させる
（図５(a) ）。

【００３１】ここで、元図上の楕円Ｃ₂を判別するため
に長径を構成する２点と短径を構成する２点とを指示す
るようにしてもよいが、これら各点を目測で決定するの
は困難である。従って、ここでは、元図上の楕円Ｃ₂に
外接する矩形の対角線を構成する２点および楕円の長径
の方向を指示することによって楕円Ｃ₂が描かれている
面の方向を決定する場合の動作について説明する。

【００３２】すなわち、まず十字状カーソル４２ａの方
向を楕円Ｃ₂の長径の方向に傾ける。この時、十字状カ
ーソル４２ａは、楕円Ｃ₂の長径と短径の両方に一致す
るように傾けるのが好ましい（図５(b) ）。なお、この
ような十字状カーソル４２ａを傾ける技術は、通常のＣ
ＡＤシステムが有する技術であるため、ここでは説明を
省略する。

【００３３】次いで、元図上の楕円Ｃ₂に外接する矩形
の対角線を構成する２点を指示する。すなわち、楕円Ｃ
₂の上端と左端の両方に接する状態にある十字状カーソ
ル４２ａによって特定される点Ｐ₅および楕円Ｃ₂の下
端と右端の両方に接する状態にある十字状カーソル４２
ａによって特定される点Ｐ₆を指示する（図５(c) ）。

【００３４】これによって角度特定手段３６は、線分Ｐ
₅−Ｐ₀および線分Ｐ₆−Ｐ₀が指示されたことを認識
し（点Ｐ₀は、点Ｐ₅・点Ｐ₆・十字状カーソル４２ａ
の方向に基づいて認識できる。）、線分Ｐ₅−Ｐ₀長さ
と線分Ｐ₆−Ｐ₀長さとの比率を演算する。

【００３５】ここで、本実施の形態では、楕円の長径と
短径との比率（線分Ｐ₅−Ｐ₀長さと線分Ｐ₆−Ｐ₀長
さとの比率に相当する。）及び楕円の長径の方向（十字
状カーソル４２ａの方向に相当する。）とモデル投影図
３２の各軸の方向とを対応付けたテーブル（図示せず）
を記憶手段３３に予め格納している。

【００３６】従って、上記のようにして角度を演算し終
えた角度特定手段３６は、この演算結果に基づいて記憶
手段３３を参照することによってモデル投影図３２の各
軸の方向を得ることができ、このようにして得たモデル
投影図３２の各軸の方向を角度演算手段３１に通知す
る。角度演算手段３１は、角度特定手段３６より通知さ
れた方向にモデル投影図３２の各軸を回転させた場合の
各モデル投影面を構成する各辺の長さおよび各モデル投
影面に描かれる楕円の形状を演算し、その結果を記憶手
段３３に書き込むとともに角度特定手段３６より通知さ
れた方向にモデル投影図３２の各軸を回転させる（図５
(d) ）。

【００３７】以上の結果、元図として楕円しか現れてい
ない場合にも、モデル投影図３２の回転後の各軸あるい
は基準楕円（この場合楕円Ｃx ）を用いて上記元図に対
するトレースあるいは追加訂正処理が可能となる。

【００３８】なお、ここでは元図をトレースする場合の
動作について説明したが、ベクタデータで描かれた立体
図のアイソメトリックでない面上に描かれた部分に修正
を加えるような場合にも本発明を適用することができ
る。このような場合、所定のベクタデータ（直線、矩
形、楕円等）をマウス４２で直接指示すれば、角度特定
手段３６に該ベクタデータを認識させることができる。

【００３９】また、上記の説明では、楕円の長径と短径
との比率及び楕円の長径の方向とモデル投影図３２の各
軸の方向とを対応付けたテーブルを記憶手段３３に予め
格納することとしているが、上記テーブルにおいて対応
付ける事項はこれに限定されるものではなく、例えば、
楕円に外接する矩形の対角線の方向及び楕円の長径の方
向とモデル投影図３２の各軸の方向とを対応付けるよう
にしてもよい。

【００４０】更に、上記した楕円Ｃ₂のトレース動作は
楕円Ｃ₂の大部分が元図上に表れていることを前提とし
ているが、楕円の一部（楕円弧）しか元図上に表れてい
ない場合でも、該楕円弧が描かれている面の方向を決定
できれば本発明を適用することができる。例えば、図６
(a) に示すコーナ部を構成する楕円弧ｅ（平面図上円弧
でコーナ掛けされたコーナ部は、立体図上楕円弧で表さ
れる。）をトレースする場合、図６(b) に示すように、
楕円弧ｅが描かれている面の隣り合う２辺について各辺
を構成する２点（例えば点Ｐ₇，点Ｐ₈，点Ｐ₉，点Ｐ
₁₀）を指示すれば本発明を適用することが可能となる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、立体図を
作図（トレースを含む）するに際して、モデル投影図の
軸の指示と角度の入力処理をする必要がなくなる。

【００４２】従って、入力すべき角度を目測で決定する
こともなくなり、迅速且つ正確に立体図を作図すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略機能ブロック図である。

【図２】紙面Ｔ₁の説明図である。

【図３】紙面Ｔ₂の説明図である。

【図４】紙面Ｔ₁上に描かれた楕円Ｃ₁のトレース動作
手順を示す図である。

【図５】紙面Ｔ₂上に描かれた楕円Ｃ₂のトレース動作
手順を示す図である。

【図６】楕円弧ｅのトレース動作の説明図である。

【図７】従来のＣＡＤシステムの概略機能ブロック図で
ある。

【図８】設定画面の概略外観図である。

【図９】ＣＡＤシステムのハードウェア構成を示す図で
ある。

【図１０】アイソメトリックの方向と比べてＺ軸がいく
らか回転している立体図を示す図である。

【符号の説明】

２０ディスプレイ３１角度演算手段３２モデル投影図３６角度特定手段４０入力手段４１操作ボード４２マウス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３つの面からなるモデル投影図をディス
プレイ上に表示しておき、上記モデル投影図の特定の面
の傾きに対応した立体図を描画機能を用いて作図する立
体図作図方法において、立体図の特定の傾きを持つ特定の面上に描かれた特定の
図形要素から該面の特定の傾きを得て、該傾きに上記モ
デル投影図の特定の面の傾きを一致させることを特徴と
する立体図作図方法。
【請求項２】立体図の特定の面の方向を決定する２つ
の直線を指示することによって上記面の特定の傾きを得
る請求項１に記載の立体図作図方法。
【請求項３】立体図の投影面上に真円を投影して形成
される楕円に外接する矩形の対角線を構成する２点と上
記楕円の長径あるいは短径のいずれかの方向とを指示す
ることによって上記面の特定の傾きを得る請求項１に記
載の立体図作図方法。