JP2001266175A - ３次元モデル処理装置および３次元モデル処理方法、並びにプログラム提供媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスプレイに表示される物体の３次元位置
を容易に把握可能な３次元モデル処理装置を提供する。 【解決手段】 表示装置に表示された物体の近傍に基準
点を表示し、さらにＺ軸を所定角度Ｘ軸に対して回転さ
せて生成される直線を基準点から延びる直線として表示
する。さらに、ＸＺ平面を所定角度Ｘ軸に対して回転さ
せて生成される平面を生成して、その平面と物体との交
線を物体とともに表示する構成とした。本構成により表
示装置に表示される物体の３次元位置を容易に理解する
ことが可能となる。さらに、センサを用いて３次元モデ
ルの変形等を行なう３次元モデリング装置において、上
述の基準点、基準点から延びる直線、基準点を含む平面
の形成する交線等を処理対象物体とともに表示する構成
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元モデル処理
装置および３次元モデル処理方法、並びにプログラム提
供媒体に関する。さらに詳細には画像表示装置に表示さ
れた２次元画像から、表示された画像の３次元的な位置
関係を容易に把握することを可能とするための補助線表
示構成を有する３次元モデル処理装置および３次元モデ
ル処理方法、並びにプログラム提供媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】３次元画像をディスプレイ表示するコン
ピュータ・グラフィックにおいては、表示オブジェクト
である３次元空間上の物体を２次元空間へ写像して、そ
の結果をディスプレイ等の表示装置に表示する。３次元
空間上に複数の物体が存在する場合において、それらの
複数の物体の位置関係、特にディスプレイの奥行き方向
の位置関係をディスプレイの表示から把握することは困
難になる。

【０００３】従来、表示画面上において重なって異なる
複数のオブジェクトを表示する場合、視点に対して前方
にある物体をディスプレイに表示して、その後方にある
物体については後方の物体の前方物体に対する重なり部
分を非表示とすることで複数の表示オブジェクトの視点
からの距離差、すなわち奥行き方向の位置関係を表現す
る手法が一般的に採用されていた。あるいは、視点の異
なる複数の画像を同時にディスプレイに表示、例えば１
つの視点方向画像と、その視点方向画像と９０度異なる
例えば上方向から見た画像を同時にディスプレイに表示
することで各表示物体の位置関係を把握可能とする手法
がとられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た重なり部分の非表示による画像表示方法においては、
物体が重なりを持たない位置にある場合、どちらの物体
が手前にありどちらの物体が奥にあるか判別することは
できない。奥にある物体の表示を小さくして遠近法によ
って位置関係を把握可能とする手法もあるが、物体の大
きさが予め把握できていない場合は、例えば遠近法によ
って小さく表示されているのか、物体の大きさが元々小
さいのか判別不可能であり、位置関係は把握できない。
また、重なりをもった複数の物体であっても、どの程度
離れているのかについては全く把握することはできな
い。

【０００５】また、上述の複数の視点の異なる画像を表
示する方法においては、全ての画像を同時に見ることは
困難であり、ディスプレイの表示を一目見ただけでは物
体間の位置関係を即座に把握することはできない。

【０００６】本発明は、上述のような従来の３次元物体
表示装置における問題点を解決し、１つの画像におい
て、重なりを持たない複数の物体であってもその位置関
係を容易に把握することを可能とした３次元モデル処理
装置および３次元モデル処理方法、並びにプログラム提
供を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面は３
次元空間上の位置データに基づいて表示装置に物体の表
示を実行する３次元モデル処理装置において、表示装置
に表示される物体の３次元空間上の近傍に基準点を設定
するとともに、該基準点を通る３次元空間上の直線を生
成して前記物体とともに前記表示装置に表示する表示制
御手段を有することを特徴とする３次元モデル処理装置
にある。

【０００８】さらに、本発明の３次元モデル処理装置の
一実施態様において、前記表示制御手段は、さらに、前
記基準点を含む３次元空間上の平面と表示対象物体との
交線を生成して前記物体とともに前記表示装置に表示す
る構成を有することを特徴とする。

【０００９】さらに、本発明の３次元モデル処理装置の
一実施態様において、前記表示制御手段は、さらに、前
記基準点を含む３次元空間上の平面を前記表示装置に表
示する構成を有することを特徴とする。

【００１０】さらに、本発明の３次元モデル処理装置の
一実施態様において、前記基準点を通る直線は、表示装
置の表示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸
としたとき、Ｚ軸をＸ軸回りにα度回転させてできる直
線に平行な直線、ただし、−９０＜α＜９０かつα≠０
であることを特徴とする。

【００１１】さらに、本発明の３次元モデル処理装置の
一実施態様において、前記基準点を含む平面は、表示装
置の表示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸
としたとき、ＸＺ平面をＸ軸回りにα度回転させてでき
る平面に平行な平面、ただし、−９０＜α＜９０かつα
≠０であることを特徴とする。

【００１２】さらに、本発明の３次元モデル処理装置の
一実施態様において、前記基準点を含む平面は、表示装
置の表示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸
としたとき、ＹＺ平面に平行な平面であることを特徴と
する。

【００１３】さらに、本発明の３次元モデル処理装置の
一実施態様において、前記基準点を含む平面は異なる複
数平面であり、前記交線は前記複数平面と表示対象物体
との複数の交線であることを特徴とする。

【００１４】さらに、本発明の３次元モデル処理装置の
一実施態様は、前記直線に所定間隔の目盛りを表示する
構成としたことを特徴とする。

【００１５】さらに、本発明の３次元モデル処理装置の
一実施態様は、前記平面に所定間隔の格子を表示する構
成としたことを特徴とする。

【００１６】さらに、本発明の３次元モデル処理装置の
一実施態様において、前記表示制御手段は、さらに、表
示装置の表示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向を
Ｚ軸としたとき、ＸＺ平面をＸ軸回りにα度、ただし−
９０＜α＜９０かつα≠０、回転させてできる平面に平
行な平面を前記物体と交差しない位置に表示するとも
に、該平面に前記物体、前記基準点および前記直線の投
影面を表示する構成としたことを特徴とする。

【００１７】さらに、本発明の第２の側面は、３次元空
間上の位置データに基づいて表示装置に物体の表示を実
行する３次元モデル処理方法において、表示装置に表示
される物体の３次元空間上の近傍に基準点を設定し、該
基準点を通る３次元空間上の直線を生成して前記物体と
ともに前記表示装置に表示することを特徴とする３次元
モデル処理方法にある。

【００１８】さらに、本発明の３次元モデル処理方法の
一実施態様において、さらに、前記基準点を含む３次元
空間上の平面と表示対象物体との交線を生成して前記物
体とともに前記表示装置に表示することを特徴とする。

【００１９】さらに、本発明の３次元モデル処理方法の
一実施態様において、さらに、前記基準点を含む３次元
空間上の平面を前記表示装置に表示することを特徴とす
る。

【００２０】さらに、本発明の３次元モデル処理方法の
一実施態様において、前記基準点を通る直線は、表示装
置の表示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸
としたとき、Ｚ軸をＸ軸回りにα度回転させてできる直
線に平行な直線、ただし、−９０＜α＜９０かつα≠０
であることを特徴とする。

【００２１】さらに、本発明の３次元モデル処理方法の
一実施態様において、前記基準点を含む平面は、表示装
置の表示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸
としたとき、ＸＺ平面をＸ軸回りにα度回転させてでき
る平面に平行な平面、ただし、−９０＜α＜９０かつα
≠０であることを特徴とする。

【００２２】さらに、本発明の３次元モデル処理方法の
一実施態様において、前記基準点を含む平面は、表示装
置の表示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸
としたとき、ＹＺ平面に平行な平面であることを特徴と
する。

【００２３】さらに、本発明の３次元モデル処理方法の
一実施態様において、前記基準点を含む平面は異なる複
数平面であり、前記交線は前記複数平面と表示対象物体
との複数の交線であることを特徴とする。

【００２４】さらに、本発明の３次元モデル処理方法の
一実施態様は、前記直線に所定間隔の目盛りを表示する
構成としたことを特徴とする。

【００２５】さらに、本発明の３次元モデル処理方法の
一実施態様は、前記平面に所定間隔の格子を表示する構
成としたことを特徴とする。

【００２６】さらに、本発明の３次元モデル処理方法の
一実施態様において、さらに、表示装置の表示面をＸＹ
平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸としたとき、ＸＺ
平面をＸ軸回りにα度、ただし−９０＜α＜９０かつα
≠０、回転させてできる平面に平行な平面を前記物体と
交差しない位置に表示するともに、該平面に前記物体、
前記基準点および前記直線の投影面を表示する構成とし
たことを特徴とする。

【００２７】さらに、本発明の第３の側面は、表示装置
に表示された処理対象物体に対する処理を実行する３次
元モデリング装置において、処理対象物体と処理ツール
を表示装置に表示する表示装置と、該処理対象物体と処
理ツールの各々に対応する処理対象物体センサと処理ツ
ールセンサとを各センサの３次元位置を取得可能な作用
領域内において相対移動させて、該相対位置の変化に応
じた３次元位置データを生成するデータ入力部と、前記
データ入力部からのセンサの３次元位置データに基づい
て前記表示装置に表示される処理対象物体と処理ツール
の表示態様を更新するとともに、前記表示装置に表示さ
れる処理対象物体の３次元空間上の近傍に基準点を設定
するとともに、該基準点を通る３次元空間上の直線を生
成して前記物体とともに前記表示装置に表示する表示制
御手段とを有することを特徴とする３次元モデリング装
置にある。

【００２８】さらに、本発明の３次元モデリング装置の
一実施態様において、前記表示制御手段は、さらに、前
記基準点を含む３次元空間上の平面と表示対象物体との
交線を生成して前記物体とともに前記表示装置に表示す
る構成を有することを特徴とする。

【００２９】さらに、本発明の３次元モデリング装置の
一実施態様において、前記表示制御手段は、さらに、前
記基準点を含む３次元空間上の平面を前記表示装置に表
示する構成を有することを特徴とする。

【００３０】さらに、本発明の３次元モデリング装置の
一実施態様において、前記基準点を通る直線は、表示装
置の表示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸
としたとき、Ｚ軸をＸ軸回りにα度回転させてできる直
線に平行な直線、ただし、−９０＜α＜９０かつα≠０
であることを特徴とする。

【００３１】さらに、本発明の３次元モデリング装置の
一実施態様において、前記基準点を含む平面は、表示装
置の表示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸
としたとき、ＸＺ平面をＸ軸回りにα度回転させてでき
る平面に平行な平面、ただし、−９０＜α＜９０かつα
≠０であることを特徴とする。

【００３２】さらに、本発明の３次元モデリング装置の
一実施態様において、前記基準点を含む平面は、表示装
置の表示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸
としたとき、ＹＺ平面に平行な平面であることを特徴と
する。

【００３３】さらに、本発明の３次元モデリング装置の
一実施態様において、前記基準点を含む平面は異なる複
数平面であり、前記交線は前記複数平面と表示対象物体
との複数の交線であることを特徴とする。

【００３４】さらに、本発明の３次元モデリング装置の
一実施態様は、前記直線に所定間隔の目盛りを表示する
構成としたことを特徴とする。

【００３５】さらに、本発明の３次元モデリング装置の
一実施態様は、前記平面に所定間隔の格子を表示する構
成としたことを特徴とする。

【００３６】さらに、本発明の３次元モデリング装置の
一実施態様において、前記表示制御手段は、さらに、表
示装置の表示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向を
Ｚ軸としたとき、ＸＺ平面をＸ軸回りにα度、ただし−
９０＜α＜９０かつα≠０、回転させてできる平面に平
行な平面を前記物体と交差しない位置に表示するとも
に、該平面に前記物体、前記基準点および前記直線の投
影面を表示する構成としたことを特徴とする。

【００３７】さらに、本発明の第４の側面は、３次元空
間上の位置データに基づいて表示装置に物体の表示を実
行する３次元モデル処理をコンピュータ・システム上で
実行せしめるコンピュータ・プログラムを提供するプロ
グラム提供媒体であって、前記コンピュータ・プログラ
ムは、表示装置に表示される物体の３次元空間上の近傍
に基準点を設定するステップと、該基準点を通る３次元
空間上の直線を生成して前記物体とともに前記表示装置
に表示するステップと、を有することを特徴とするとす
るプログラム提供媒体にある。

【００３８】本発明の第４の側面に係るプログラム提供
媒体は、例えば、様々なプログラム・コードを実行可能
な汎用コンピュータ・システムに対して、コンピュータ
・プログラムをコンピュータ可読な形式で提供する媒体
である。媒体は、ＣＤやＦＤ、ＭＯなどの記憶媒体、あ
るいは、ネットワークなどの伝送媒体など、その形態は
特に限定されない。

【００３９】このようなプログラム提供媒体は、コンピ
ュータ・システム上で所定のコンピュータ・プログラム
の機能を実現するための、コンピュータ・プログラムと
提供媒体との構造上又は機能上の協働的関係を定義した
ものである。換言すれば、該提供媒体を介してコンピュ
ータ・プログラムをコンピュータ・システムにインスト
ールすることによって、コンピュータ・システム上では
協働的作用が発揮され、本発明の他の側面と同様の作用
効果を得ることができるのである。

【００４０】本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、
後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳
細な説明によって明らかになるであろう。

【００４１】

【発明の実施の形態】［３次元モデル処理装置］まず、
本発明の３次元モデル処理装置によって実行される表示
処理の概要について図１を用いて説明する。図１の
（ａ）は表示物体１０１を３次元空間に示した図であ
る。ここでＸ軸、Ｙ軸によって示される面が表示画面１
０２に対応する。Ｚ軸が奥行き方向に対応する。ある１
つの視点から見た表示物体１０１の表示画面は図１
（ｂ）に示すような表示となる。なお、図１（ｂ）の視
線方向は、視線方向をＺ軸に平行においた例である。本
発明の３次元モデル表示装置では、このような物体１０
１の奥行き方向（Ｚ軸）の位置を視覚的に把握可能とす
るために、表示画面に補助線あるいは補助平面を表示す
る処理を実行するものである。

【００４２】図２は本発明の３次元モデル処理装置を構
成する表示制御手段および表示装置を含むシステム構成
を示すブロック図である。図２に示すように、本発明の
３次元モデル処理装置は中央演算処理装置（ＣＰＵ）２
０１、プログラムメモリ２０２、データメモリ２０３、
フレームメモリ２０４、画像表示装置２０５、Ｚバッフ
ァ２０６を有する。

【００４３】中央演算処理装置（ＣＰＵ）２０１は、処
理データを格納したデータメモリ２０３から処理データ
を取り出して、プログラムメモリ２０２に格納された処
理プログラムに従って投影変換処理、表示データ生成処
理を実行する。生成した表示データはフレームメモリ２
０４に格納される。さらに、画像表示装置２０５がフレ
ームメモリ２０４に格納された表示データを表示する。
Ｚバッファ２０６は、隠面処理を行なうためのメモリで
あり、表示画面の全画素の奥行き方向の値（Ｚ値）を記
憶する。このＺバッファ２０６に格納された値を参照す
ることにより、３次元空間上の様々な位置に存在する複
数物体についての視点からの前後関係データを取得して
各物体の描画順序に関係なく正しく表示することができ
る。

【００４４】本発明の３次元モデル処理装置の処理を図
３のフローチャートおよび図４、図５の表示例に従って
説明する。図４は、ディスプレイに表示された物体４０
１と、奥行き方向を容易に把握するための補助線として
の直線４０２、交線４０３、４０４、および直線４０２
の開始点となる基準点４０５を示している。なお、Ｚ軸
方向が奥行き方向に対応する。

【００４５】図３のフローに従って処理の詳細を説明す
る。まず、３次元空間上に基準点を設定する（ステップ
Ｓ３０１）。この基準点は任意の位置で構わないが、表
示物体の近傍であり前方に設定することが好ましい。図
４に示す例では基準点４０５が物体４０１の斜め前方位
置に設定された例を示している。

【００４６】次に基準点４０５を通り、Ｚ軸をＸ軸回り
にα度回転させてできる直線に平行な直線を表示（ステ
ップＳ３０２）する。Ｚ軸の回転角度であるα度は−９
０＜α＜９０かつα≠０＞である任意角度として設定可
能であるが、後続のステップＳ３０３で、この角度αに
基づいて生成する平面により物体４０１に形成される交
線部が長くなる角度として設定することが好ましい。平
面および交線についてはステップＳ３０３で説明する。
この例ではα＝１０度に設定したとする。

【００４７】ステップＳ３０２では、α＝１０度として
設定した場合、図４に太点線で示すように、Ｚ軸に平行
な直線をＸ軸回りに１０度回転させた直線４０２を表示
する。このとき、図２で説明したＺバッファ２０６の値
を利用して直線４０２と物体４０１の前後関係が正しく
なるように表示する。すなわち物体４０１の前方の直線
４０２の部分はすべて表示し、物体４０１と重なり物体
４０１の後方にある直線部は非表示とし、さらに、物体
４０１と重ならない物体４０１の後方にある直線部は表
示する。この結果の表示態様は図４に示す様になる。

【００４８】図４から理解されるように、基準点４０５
と物体４０１は直線４０２によって接続されて表示さ
れ、物体４０１の前方に表示された直線の長さに基づい
て、物体４０１と基準点４０５の奥行き方向の離間状態
を把握することができる。

【００４９】次に、ステップＳ３０３において、直線４
０２を含みＸＺ平面をＸ軸回りにα度回転させてできる
平面に平行な平面（図５に示す５０１）およびＹＺ平面
に平行な平面５０２を作成する。さらに、これらの２平
面と物体４０１との交線を表示する。これらの交線が図
４に示す交線４０３，４０４となる。これらの交線を表
示することにより、物体４０１が基準点４０５から上下
方向、左右方向にどの程度離れているかを理解すること
ができる。

【００５０】このように、物体４０１に対して基準点４
０５から延びる直線４０２、交線４０３，４０４を物体
４０１とともに表示することにより、物体４０１の基準
点との３次元位置を容易に理解することが可能となる。
図４に示す例では、物体を１つとして説明してあるが、
複数の物体がある場合でも基準点を通る直線、および交
線表示を行なうことにより、複数物体間の３次元的位置
関係を容易に把握可能となる。この場合、直線および交
線の表示位置は、複数の物体を通過する位置とすること
が好ましい。また１つの物体自体を基準点として設定
し、各直線、交線を生成するように構成してもよい。

【００５１】図４に示す例では、基準点４０５を通る直
線４０２と、図３のステップＳ３０３で生成した平面に
よって物体４０１に構成される交線を表示した例である
が、例えば、図６に示すように物体４０１との交線４０
３に加えて、基準点４０５を通る平面５０１も併せて表
示する構成としてもよい。図６では、直線４０２を含み
ＸＺ平面をＸ軸回りにα度回転させてできる平面に平行
な平面５０１を表示している。さらにＹＺ平面に平行な
平面５０２（図５参照）を併せて表示してもよい。表示
装置に表示する平面は着色したり、透明、あるいは半透
明にする等して、表示物体との区別を容易にすることに
より物体の位置関係をさらに理解しやすくすることが可
能となる。

【００５２】さらに、図７に示すように表示平面７０１
に一定間隔の格子７０２を表示することにより、左右の
間隔、奥行きの間隔を観察者により把握し易くする構成
とすることができる。また、図８に示すように、基準点
４０５から延びる直線４０２に目盛り８０１を表示する
ことにより、基準点４０５位置と物体４０１との間隔を
理解しやすくする表示が可能となる。

【００５３】さらに、図９に示すように、ＸＺ平面をＸ
軸回りにα度回転させてできる平面９０１を物体４０１
と交差しない位置、例えば下方に作成して表示し、この
平面に物体４０１および基準点４０５、直線４０２を平
行投影し、その影９０２を表示する構成とすることによ
り、より実感的に物体の位置関係を把握することが可能
となる。

【００５４】［３次元モデリング装置］次に、上述した
表示手法を３次元モデリングシステムに適用した例を説
明する。３次元モデリングシステムとして、例えば図１
０のようなシステムを構成する。図１０のシステムは、
２つの３次元位置・角度センサ１００１、１００２をユ
ーザが作用領域で相対的に移動させることで、３次元位
置・角度センサ１００１、１００２の相対位置、相対角
度を変化させ、表示装置１００３に表示された３次元位
置・角度センサ１００１に対応する処理対象物体１００
４に対して、３次元位置・角度センサ１００２に対応す
る処理ツール１００５を適用して各種の処理を実行させ
て処理対象物体１００４に変形、着色等の様々な作用を
実行させるシステムである。

【００５５】２つの３次元位置・角度センサ１００１、
１００２は磁気センサ等により、それぞれの３次元位置
が取得され、さらに、処理ツール１００５に対応する３
次元位置・角度センサ１００２には変形、着色等の処理
機能が予め設定されており、例えば、３次元位置・角度
センサ１００２を処理対象物体１００４に対応する３次
元位置・角度センサ１００１に一定距離以下に近づける
と、表示装置１００３に表示された処理ツール１００５
が、処理対象物体１００４の内部に入り込んで、処理対
象物体１００４に凹部が形成される等の処理が実行され
る。

【００５６】図１０に示すように表示装置１００３に
は、３次元位置・角度センサ１００１、１００２に対応
する処理対象物体１００４および処理ツール１００５が
表示されるが、その位置関係は、オペレータにとって一
目では分かりにくいものとなる場合がある。図１０で示
すようなシステムにおける表示に前述の図４、図５を用
いて説明した基準点４０５、基準点から延びる直線４０
２、平面によって構成される交線４０３，４０４、さら
に平面５０１，５０２等を示すことにより、処理対象物
体１００４および処理ツール１００５の位置関係が一目
で理解可能となり、オペレータによる処理が容易にな
る。

【００５７】なお、基準点を固定点とせず、例えば図１
０の表示装置１００３内に表示された処理ツール１００
５を基準点として設定して、処理ツールの移動に伴って
基準点も移動させて表示装置１００３に表示する構成と
することにより、基準点に対応するツールからの処理対
象物体の位置の把握がオペレータにとってさらに容易に
なる。このような３次元モデリングシステムの構成を図
１１に示す。

【００５８】図１１は、先に図２を用いて説明した３次
元モデル表示装置にセンサからのデータ入力部１１００
を加えて構成される３次元モデリングシステムの構成ブ
ロック図である。この例は、磁気センサを用いて３次元
位置・角度センサを構成した例である。磁気ソース１１
０１から発せられた磁場内を作用領域とし、作用領域内
で、処理対象物体ツール１１０２、処理ツール１１０３
による操作を行なう。処理対象物体ツール１１０２、処
理ツール１１０３の各々には、磁気センサが取り付けら
れており、磁気ソース１１０１から発せられた磁場内に
設定される作用領域内において、処理対象物体ツール１
１０２、処理ツール１１０３の磁気センサが磁気的変位
データを専用のインタフェース１１０４に出力する。専
用のインタフェース１１０４は、これらのデータに基づ
いて各々のツールの位置情報、姿勢情報データを算出す
る。

【００５９】これらの位置情報に基づいて中央演算処理
装置（ＣＰＵ）２０１は、プログラムメモリ２０２に格
納された処理プログラムに従ってデータ入力部１１００
からの入力データに基づいて、投影変換処理、表示デー
タ生成処理を実行する。生成した表示データはフレーム
メモリ２０４に格納される。さらに、画像表示装置２０
５がフレームメモリ２０４に格納された表示データを表
示する。

【００６０】図１１に示す３次元モデリングシステムの
表示処理を図１２のフローチャートに従って説明する。
まず、ステップＳ１２０１において、各センサ（図１０
の例では３次元位置・角度センサ１００１、１００２）
からの位置情報が入力される。次に、ステップＳ１２０
２において、処理対象物体に対応するセンサおよび処理
ツールに対応するセンサの各センサに対応付けられた物
体および処理ツールを表示装置に表示する。

【００６１】次にステップＳ１２０３において、表示装
置に表示された処理ツールを基準点として設定する。以
下、ステップＳ１２０４以下の処理は、前述の図３で説
明した処理と同様であり、基準点を通る直線の生成（ス
テップＳ１２０４）、基準点を通る複数の平面を作成
（ステップＳ１２０５）、生成した複数の平面と処理対
象物体との交線を表示（ステップＳ１２０６）の一連の
処理を実行する。

【００６２】これらの結果は、前述の図４に示す表示態
様と同様であり、図４中の物体４０１が処理対象物体に
対応し、基準点４０５が処理ツールに対応することにな
る。なお、処理ツールおよび処理対象物体の位置はオペ
レータによるセンサの移動により逐次変更されて新たな
位置、角度データがデータ入力部から入力されるので、
その入力データに基づいて、図１２の処理フローを実行
して、表示を更新する。

【００６３】上述の３次元モデリング装置によれば、オ
ペレータが用いるセンサに対応するツールが表示装置上
で基準点として示されるとともに、基準点位置と処理対
象物体位置との３次元位置関係を明確に示す直線、交線
が表示されることになるので、オペレータによる処理が
容易にかつ正確に実行することが可能となる。なお、こ
の３次元モデリング装置においても先に説明した図６に
示すように基準点（ツール）を通る平面を併せて表示す
る構成としてもよい。また、図７に示すように表示平面
７０１に一定間隔の格子７０２を表示したり、図８に示
すように、基準点４０５から延びる直線４０２に目盛り
８０１を表示したり、図９に示すように、ＸＺ平面をＸ
軸回りにα度回転させてできる平面９０１を処理対象物
体の下方に作成して表示し、この平面に処理対象物体、
基準点（ツール）、および直線を平行投影し、その影を
表示する構成とすることで、さらに位置関係の把握を容
易にすることが可能となる。

【００６４】以上、特定の実施例を参照しながら、本発
明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成
し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で
本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべ
きではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に
記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。

【００６５】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の３次
元モデル処理装置および３次元モデル処理方法によれ
ば、表示装置に表示された物体に基準点、基準点から延
びる直線、基準点を含む平面によって物体に形成される
交線等を物体とともに表示する構成としたので、物体の
３次元位置を容易に理解することが可能となる。

【００６６】さらに、センサを用いて３次元モデルの変
形等を行なう３次元モデリング装置において、処理対象
物体とツールの表示された表示装置に上述の基準点、基
準点から延びる直線、基準点を含む平面によって物体に
形成される交線等を処理対象物体とともに表示する構成
とすることによりオペレータがツールと処理対象物体の
位置関係を容易に把握することが可能となり様々な処理
を容易にかつ正確に実行することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の３次元モデル処理装置の処理構成の概
要を説明する図である。

【図２】本発明の３次元モデル処理装置の装置構成を示
すブロック図である。

【図３】本発明の３次元モデル処理装置の処理フローを
示す図である。

【図４】本発明の３次元モデル処理装置の処理態様を説
明する図である。

【図５】本発明の３次元モデル処理装置の処理態様を説
明する図である。

【図６】本発明の３次元モデル処理装置の処理態様を説
明する図である。

【図７】本発明の３次元モデル処理装置の処理態様を説
明する図である。

【図８】本発明の３次元モデル処理装置の処理態様を説
明する図である。

【図９】本発明の３次元モデル処理装置の処理態様を説
明する図である。

【図１０】本発明の３次元モデリング装置の処理につい
て説明する図である。

【図１１】本発明の３次元モデリング装置の装置構成を
示すブロック図である。

【図１２】本発明の３次元モデリング装置の処理フロー
を示す図である。

【符号の説明】

１０１ 物体 １０２ 表示画面 ２０１ 中央演算処理装置 ２０２ プログラムメモリ ２０３ データメモリ ２０４ フレームメモリ ２０５ 画像表示装置 ２０６ Ｚバッファ ４０１ 物体 ４０２ 直線 ４０３，４０４ 交線 ４０５ 基準点 ５０１，５０２ 平面 ７０１ 平面 ７０２ 格子 ８０１ 目盛り ９０１ 平面 ９０２ 影 １００１，１００２ センサ １００３ 表示装置 １００４ 処理対象物体 １００５ 処理ツール １１００ データ入力部 １１０１ 磁気ソース １１０２ 処理対象物体センサ １１０３ 処理ツールセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩谷 浩之 東京都品川区東五反田１丁目14番10号 株 式会社ソニー木原研究所内 (72)発明者 開 哲一 東京都品川区東五反田１丁目14番10号 株 式会社ソニー木原研究所内 Ｆターム(参考） 5B046 BA10 EA08 FA02 FA07 FA17 FA18 GA01 HA06 HA07 5B050 BA09 CA07 DA05 EA12 EA27 EA28 EA30 FA02 FA15 5B080 EA00 GA02

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３次元空間上の位置データに基づいて表示
   装置に物体の表示を実行する３次元モデル処理装置にお
   いて、 表示装置に表示される物体の３次元空間上の近傍に基準
   点を設定するとともに、該基準点を通る３次元空間上の
   直線を生成して前記物体とともに前記表示装置に表示す
   る表示制御手段を有することを特徴とする３次元モデル
   処理装置。
2. 【請求項２】前記３次元モデル処理装置において、 前記表示制御手段は、さらに、 前記基準点を含む３次元空間上の平面と表示対象物体と
   の交線を生成して前記物体とともに前記表示装置に表示
   する構成を有することを特徴とする請求項１に記載の３
   次元モデル処理装置。
3. 【請求項３】前記３次元モデル処理装置において、 前記表示制御手段は、さらに、 前記基準点を含む３次元空間上の平面を前記表示装置に
   表示する構成を有することを特徴とする請求項１に記載
   の３次元モデル処理装置。
4. 【請求項４】前記基準点を通る直線は、表示装置の表示
   面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸としたと
   き、Ｚ軸をＸ軸回りにα度回転させてできる直線に平行
   な直線、ただし、−９０＜α＜９０かつα≠０であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の３次元モデル処理装
   置。
5. 【請求項５】前記基準点を含む平面は、表示装置の表示
   面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸としたと
   き、ＸＺ平面をＸ軸回りにα度回転させてできる平面に
   平行な平面、ただし、−９０＜α＜９０かつα≠０であ
   ることを特徴とする請求項２または３に記載の３次元モ
   デル処理装置。
6. 【請求項６】前記基準点を含む平面は、表示装置の表示
   面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸としたと
   き、ＹＺ平面に平行な平面であることを特徴とする請求
   項２または３に記載の３次元モデル処理装置。
7. 【請求項７】前記基準点を含む平面は異なる複数平面で
   あり、前記交線は前記複数平面と表示対象物体との複数
   の交線であることを特徴とする請求項２または３に記載
   の３次元モデル処理装置。
8. 【請求項８】前記直線に所定間隔の目盛りを表示する構
   成としたことを特徴とする請求項１に記載の３次元モデ
   ル処理装置。
9. 【請求項９】前記平面に所定間隔の格子を表示する構成
   としたことを特徴とする請求項３に記載の３次元モデル
   処理装置。
10. 【請求項１０】前記３次元モデル処理装置において、 前記表示制御手段は、さらに、 表示装置の表示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向
    をＺ軸としたとき、ＸＺ平面をＸ軸回りにα度、ただし
    −９０＜α＜９０かつα≠０、回転させてできる平面に
    平行な平面を前記物体と交差しない位置に表示するとも
    に、該平面に前記物体、前記基準点および前記直線の投
    影面を表示する構成としたことを特徴とする請求項１に
    記載の３次元モデル処理装置。
11. 【請求項１１】３次元空間上の位置データに基づいて表
    示装置に物体の表示を実行する３次元モデル処理方法に
    おいて、 表示装置に表示される物体の３次元空間上の近傍に基準
    点を設定し、 該基準点を通る３次元空間上の直線を生成して前記物体
    とともに前記表示装置に表示することを特徴とする３次
    元モデル処理方法。
12. 【請求項１２】前記３次元モデル処理方法において、さ
    らに、 前記基準点を含む３次元空間上の平面と表示対象物体と
    の交線を生成して前記物体とともに前記表示装置に表示
    することを特徴とする請求項１１に記載の３次元モデル
    処理方法。
13. 【請求項１３】前記３次元モデル処理方法において、さ
    らに、 前記基準点を含む３次元空間上の平面を前記表示装置に
    表示することを特徴とする請求項１１に記載の３次元モ
    デル処理方法。
14. 【請求項１４】前記基準点を通る直線は、表示装置の表
    示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸とした
    とき、Ｚ軸をＸ軸回りにα度回転させてできる直線に平
    行な直線、ただし、−９０＜α＜９０かつα≠０である
    ことを特徴とする請求項１１に記載の３次元モデル処理
    方法。
15. 【請求項１５】前記基準点を含む平面は、表示装置の表
    示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸とした
    とき、ＸＺ平面をＸ軸回りにα度回転させてできる平面
    に平行な平面、ただし、−９０＜α＜９０かつα≠０で
    あることを特徴とする請求項１２または１３に記載の３
    次元モデル処理方法置。
16. 【請求項１６】前記基準点を含む平面は、表示装置の表
    示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸とした
    とき、ＹＺ平面に平行な平面であることを特徴とする請
    求項１２または１３に記載の３次元モデル処理方法。
17. 【請求項１７】前記基準点を含む平面は異なる複数平面
    であり、前記交線は前記複数平面と表示対象物体との複
    数の交線であることを特徴とする請求項１２または１３
    に記載の３次元モデル処理方法。
18. 【請求項１８】前記直線に所定間隔の目盛りを表示する
    構成としたことを特徴とする請求項１１に記載の３次元
    モデル処理方法。
19. 【請求項１９】前記平面に所定間隔の格子を表示する構
    成としたことを特徴とする請求項１３に記載の３次元モ
    デル処理方法。
20. 【請求項２０】前記３次元モデル処理方法において、さ
    らに、 表示装置の表示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向
    をＺ軸としたとき、ＸＺ平面をＸ軸回りにα度、ただし
    −９０＜α＜９０かつα≠０、回転させてできる平面に
    平行な平面を前記物体と交差しない位置に表示するとも
    に、該平面に前記物体、前記基準点および前記直線の投
    影面を表示する構成としたことを特徴とする請求項１１
    に記載の３次元モデル処理方法。
21. 【請求項２１】表示装置に表示された処理対象物体に対
    する処理を実行する３次元モデリング装置において、 処理対象物体と処理ツールを表示装置に表示する表示装
    置と、 該処理対象物体と処理ツールの各々に対応する処理対象
    物体センサと処理ツールセンサとを各センサの３次元位
    置を取得可能な作用領域内において相対移動させて、該
    相対位置の変化に応じた３次元位置データを生成するデ
    ータ入力部と、 前記データ入力部からのセンサの３次元位置データに基
    づいて前記表示装置に表示される処理対象物体と処理ツ
    ールの表示態様を更新するとともに、前記表示装置に表
    示される処理対象物体の３次元空間上の近傍に基準点を
    設定するとともに、該基準点を通る３次元空間上の直線
    を生成して前記物体とともに前記表示装置に表示する表
    示制御手段とを有することを特徴とする３次元モデリン
    グ装置。
22. 【請求項２２】前記３次元モデリング装置において、 前記表示制御手段は、さらに、 前記基準点を含む３次元空間上の平面と表示対象物体と
    の交線を生成して前記物体とともに前記表示装置に表示
    する構成を有することを特徴とする請求項２１に記載の
    ３次元モデリング装置。
23. 【請求項２３】前記３次元モデリング装置において、 前記表示制御手段は、さらに、 前記基準点を含む３次元空間上の平面を前記表示装置に
    表示する構成を有することを特徴とする請求項２１に記
    載の３次元モデリング装置。
24. 【請求項２４】前記基準点を通る直線は、表示装置の表
    示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸とした
    とき、Ｚ軸をＸ軸回りにα度回転させてできる直線に平
    行な直線、ただし、−９０＜α＜９０かつα≠０である
    ことを特徴とする請求項２１に記載の３次元モデリング
    装置。
25. 【請求項２５】前記基準点を含む平面は、表示装置の表
    示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸とした
    とき、ＸＺ平面をＸ軸回りにα度回転させてできる平面
    に平行な平面、ただし、−９０＜α＜９０かつα≠０で
    あることを特徴とする請求項２２または２３に記載の３
    次元モデリング装置。
26. 【請求項２６】前記基準点を含む平面は、表示装置の表
    示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向をＺ軸とした
    とき、ＹＺ平面に平行な平面であることを特徴とする請
    求項２２または２３に記載の３次元モデリング装置。
27. 【請求項２７】前記基準点を含む平面は異なる複数平面
    であり、前記交線は前記複数平面と表示対象物体との複
    数の交線であることを特徴とする請求項２２または２３
    に記載の３次元モデリング装置。
28. 【請求項２８】前記直線に所定間隔の目盛りを表示する
    構成としたことを特徴とする請求項２１に記載の３次元
    モデリング装置。
29. 【請求項２９】前記平面に所定間隔の格子を表示する構
    成としたことを特徴とする請求項２３に記載の３次元モ
    デリング装置。
30. 【請求項３０】前記３次元モデリング装置において、 前記表示制御手段は、さらに、 表示装置の表示面をＸＹ平面とし、表示面に垂直な方向
    をＺ軸としたとき、ＸＺ平面をＸ軸回りにα度、ただし
    −９０＜α＜９０かつα≠０、回転させてできる平面に
    平行な平面を前記物体と交差しない位置に表示するとも
    に、該平面に前記物体、前記基準点および前記直線の投
    影面を表示する構成としたことを特徴とする請求項２１
    に記載の３次元モデリング装置。
31. 【請求項３１】３次元空間上の位置データに基づいて表
    示装置に物体の表示を実行する３次元モデル処理をコン
    ピュータ・システム上で実行せしめるコンピュータ・プ
    ログラムを提供するプログラム提供媒体であって、前記
    コンピュータ・プログラムは、 表示装置に表示される物体の３次元空間上の近傍に基準
    点を設定するステップと、 該基準点を通る３次元空間上の直線を生成して前記物体
    とともに前記表示装置に表示するステップと、 を有することを特徴とするとするプログラム提供媒体。