JP2005267280A - ３次元形状処理装置、３次元形状処理方法および媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】付加情報を表示する際に、視線に基づいて付加情報の表示態様の自動的に変更して表示することで、付加情報を明瞭に把握できること。
【解決手段】３次元形状モデルを構成する立体構成要素を指し示して注記を画面上に表示する３次元形状処理装置１００において、３次元形状モデルへの視線方向を指示する視線指示部１０２と、立体構成要素における頂点の位置座標と、視線指示部１０２により指示された視線方向から、注記が指し示している立体構成要素のディスプレイ上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、立体構成要素を指し示していた注記を表示するか否かを判定する判定部１０４と、判定部１０４により判定に従って注記を表示する表示処理部１０５と、を備えたこと。
【選択図】 図１

Description

本発明は、３次元形状処理装置、３次元形状処理方法および媒体に関し、３次元形状データに付加情報を表示する３次元形状処理装置、３次元形状処理方法および媒体に関するものである。

従来、ＣＡＤ装置（特に３Ｄ―ＣＡＤ装置）、または３次元形状データを生成、管理するソフトウェアを実行したコンピュータにおいては、扱う３次元形状データを構成する要素について付加された情報を、注記やコメントとして形状データと同時に画面上に表示が可能であった。この場合、扱う３次元形状データが複雑な形状データであれば、要素に付加された情報も多くなり、３次元形状データとともに付加された情報を注記やコメントとして全て画面上に表示すると、３次元形状データ、注記、コメントが重なり合い、利用者が３次元形状データに関する情報を視認することが困難となる。

これら課題に対する解決する手段を技術として特許文献１で開示された発明がある。上記開示された発明はビューに関連づけて属性情報を設定することで、属性情報の表示、非表示の選択を実現している。

特開２００２−３２４２５３号公報

しかしながら、特許文献１により開示された発明により、属性情報の表示、非表示の選択は実現しているが、ビューと関連づけて属性情報を設定するなどの条件設定が必要であった。つまり、扱う３次元形状データが複雑な形状データであれば、属性情報も多くなるため、設定するための作業が膨大となり問題となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、利用者が設定せずとも、付加情報を表示する際に、視線に基づいて付加情報の表示態様を自動的に変更して表示することで、付加情報を明瞭に把握できることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、３次元形状データの構成要素を指示して、構成要素に適用する情報を示す付加情報を画面上に表示する３次元形状処理装置において、前記３次元形状データへの視線方向を指示する視線指示手段と前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示手段により指示された視線方向から、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報の表示態様を判定する判定手段と、前記判定手段により判定された表示態様で前記付加情報を表示する表示処理手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記判定手段は、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示手段により指示された視線方向から、画面上に表示される３次元形状データにおいて、付加情報が指示している前記構成要素が前面にあるか否かを算出し、算出結果に基づいて付加情報の表示態様を判定することを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、請求項１にかかる発明において、前記判定手段は、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示手段により指示された視線方向から、画面上に表示される、視線方向からの３次元形状データにおいて、付加情報が指示している前記構成要素が他の前記構成要素により遮蔽されているか否か算出し、算出結果に基づいて付加情報の表示態様を判定することを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、請求項１〜３のいずれか一つにかかる発明において、前記３次元形状データへの視線方向を定めるための視点または注視点を設定する視線設定手段、をさらに備え、前記視線指示部は、前記視線設定手段により設定された視線方向を、前記３次元データへの視線方向として指示することを特徴とする。

また、請求項５にかかる発明は、請求項４にかかる発明において、前記視線指示部は、前記視線設定手段により視線方向が設定されるたびに、前記３次元データへの視線方向として指示し、前記判定手段は、前記視線指示部により視線方向が指示されるたびに、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示手段により指示された視線方向から、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報の表示態様を判定し、前記表示処理手段は、前記視点指示手段により視線方向が指示されるたびに、前記判定手段により判定された表示態様で前記付加情報を表示することを特徴とする。

また、請求項６にかかる発明は、請求項５にかかる発明において、前記視線設定手段は、さらに、あらかじめ定められた時間毎に異なる視線方向に設定することを特徴とする。

また、請求項７にかかる発明は、請求項１〜６のいずれか一つにかかる発明において、前記判定手段は、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示手段により指示された視線方向から、前記付加情報が指示している立体、面、稜線または頂点のいずれか一つの前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、立体、面、稜線または頂点のいずれか一つの構成要素を指示していた前記付加情報の表示態様を判定することを特徴とする。

また、請求項８にかかる発明は、請求項１〜７のいずれか一つにかかる発明において、前記判定手段は、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報を表示するか否か判定することを特徴とする。

また、請求項９にかかる発明は、請求項１〜７のいずれか一つにかかる発明において、前記判定手段は、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報として表示される文字、色、大きさ、付加情報と前記構成要素とを結ぶ引き出し線の線種のいずれか一つ以上を変更して表示するか否か判定することを特徴とする。

また、請求項１０にかかる発明は、請求項１〜７のいずれか一つにかかる発明において、前記判定手段は、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報を、構成要素内に表示するか否か判定することを特徴とする。

また、請求項１１にかかる発明は、３次元形状データの構成要素を指示して、構成要素に適用する情報を示す付加情報を画面上に表示する３次元形状処理方法において、前記３次元形状データへの視線方向を指示する視線指示ステップと前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示ステップにより指示された視線方向から、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報の表示態様を判定する判定ステップと、前記判定ステップにより判定された表示態様で前記付加情報を表示する表示ステップと、を備えたことを特徴とする。

また、請求項１２にかかる発明は、請求項１１にかかる発明において、前記判定ステップは、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示ステップにより指示された視線方向から、画面上に表示される３次元形状データにおいて、付加情報が指示している前記構成要素が前面にあるか否かを算出し、算出結果に基づいて付加情報の表示態様を判定することを特徴とする。

また、請求項１３にかかる発明は、請求項１１にかかる発明において、前記判定ステップは、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示ステップにより指示された視線方向から、画面上に表示される、視線方向からの３次元形状データにおいて、付加情報が指示している前記構成要素が他の前記構成要素により遮蔽されているか否か算出し、算出結果に基づいて付加情報の表示態様を判定することを特徴とする。

また、請求項１４にかかる発明は、請求項１１〜１３のいずれか一つにかかる発明において、前記３次元形状データへの視線方向を定めるための視点または注視点を設定する視線設定ステップ、をさらに備え、前記視線指示部は、前記視線設定ステップにより設定された視線方向を、前記３次元データへの視線方向として指示することを特徴とする。

また、請求項１５にかかる発明は、請求項１４にかかる発明において、前記視線指示部は、前記視線設定ステップにより視線方向が設定されるたびに、前記３次元データへの視線方向として指示し、前記判定ステップは、前記視線指示部により視線方向が指示されるたびに、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示ステップにより指示された視線方向から、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報の表示態様を判定し、前記表示ステップは、前記視点指示ステップにより視線方向が指示されるたびに、前記判定ステップにより判定された表示態様で前記付加情報を表示することを特徴とする。

また、請求項１６にかかる発明は、請求項１５にかかる発明において、前記視線設定ステップは、さらに、あらかじめ定められた時間毎に異なる視線方向に設定することを特徴とする。

また、請求項１７にかかる発明は、請求項１１〜１６のいずれか一つにかかる発明において、前記判定ステップは、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示ステップにより指示された視線方向から、前記付加情報が指示している立体、面、稜線または頂点のいずれか一つの前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、立体、面、稜線または頂点のいずれか一つの構成要素を指示していた前記付加情報の表示態様を判定することを特徴とする。

また、請求項１８にかかる発明は、請求項１１〜１７のいずれか一つにかかる発明において、前記判定ステップは、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報を表示するか否か判定することを特徴とする。

また、請求項１９にかかる発明は、請求項１１〜１７のいずれか一つにかかる発明において、前記判定ステップは、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報として表示される文字、色、大きさ、付加情報と前記構成要素とを結ぶ引き出し線の線種のいずれか一つ以上を変更して表示するか否か判定することを特徴とする。

また、請求項２０にかかる発明は、請求項１１〜１７のいずれか一つにかかる発明において、前記判定ステップは、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報を、構成要素内に表示するか否か判定することを特徴とする。

また、請求項２１にかかる発明は、請求項１１〜請求項２０の記載のいずれか一つの３次元形状処理方法をコンピュータに実行させるためにプログラムを記録したことを特徴とする。

本発明（請求項１）にかかる３次元形状処理装置は、判定手段により付加情報が指示する構成要素の表示状態を算出して付加情報の表示態様を判定し、表示処理手段において判定結果に基づいて異なる表示態様で付加情報が表示されるので、付加情報を容易に把握することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項２）にかかる３次元形状処理装置は、判定手段により付加情報が指示する構成要素が画面上に表示される３次元形状データの前面にあるか否かを算出して付加情報の表示態様を判定し、表示処理手段において判定結果に基づいて異なる表示態様で付加情報が表示されるので、付加情報を容易に把握することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項３）にかかる３次元形状処理装置は、判定手段により付加情報が指し示す構成要素が他の前記構成要素により遮蔽されているか否かを算出して付加情報の表示態様を判定し、表示処理手段において判定結果に基づいて異なる表示態様で付加情報が表示されるので、付加情報を容易に把握することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項４）にかかる３次元形状処理装置は、視線設定手段により視線方向を設定し、判定手段により、この視線に基づいて構成要素の表示状態を算出して付加情報の表示態様を判定するので、利用者の要求に応じた付加情報の表示が可能になるという効果を奏する。

また、本発明（請求項５）にかかる３次元形状処理装置は、視線設定手段により視線方向を設定にしたがい、直ちにこの視線に基づいて構成要素の表示状態を算出して付加情報の表示態様を判定し、表示処理手段において判定結果に基づいて３次元形状データおよび付加情報を表示するので、利用者の要求に応じた付加情報の表示が可能になるという効果を奏する。

また、本発明（請求項６）にかかる３次元形状処理装置は、視線設定手段によりあらかじめ定められた時間毎に視線方向を変更するので、利用者により視点の変更が行われなくとも多方向からの３次元形状データ及び付加情報の把握が可能という効果を奏する。

また、本発明（請求項７）にかかる３次元形状処理装置は、判定手段により３次元形状データの構成要素である立体、面、稜線または頂点のそれぞれの表示状態を算出して付加情報の表示態様を判定し、表示処理手段により判定結果に基づいて３次元形状データと供に付加情報の表示態様を変更して表示するので、構成要素毎に表示態様を判定できるので付加情報を容易に把握することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項８）にかかる３次元形状処理装置は、判定手段により構成要素の表示状態を算出し、算出結果に基づいて付加情報を表示するか否か判定するので、表示する際に不要な付加情報が表示されなくなるので、付加情報を容易に把握することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項９）にかかる３次元形状処理装置は、判定手段により構成要素の表示状態を算出し、算出結果に基づいて付加情報として表示される文字、色、大きさ、付加情報と前記構成要素とを結ぶ引き出し線の線種のいずれか一つ以上を変更して表示するので、付加情報を表示する態様により重み付けができるので、付加情報を容易に把握することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項１０）にかかる３次元形状処理装置は、判定手段により構成要素の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報を、構成要素内に表示するので、表示する際に引き出し線などが不要となるため、表示が簡素化され、付加情報を容易に把握することができるという効果を奏する。

本発明（請求項１１）にかかる３次元形状処理方法は、判定手段により付加情報が指示する構成要素の表示状態を算出して付加情報の表示態様を判定し、表示処理手段において判定結果に基づいて異なる表示態様で付加情報が表示されるので、付加情報を容易に把握することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項１２）にかかる３次元形状処理方法は、判定手段により付加情報が指示する構成要素が画面上に表示される３次元形状データの前面にあるか否かを算出して付加情報の表示態様を判定し、表示処理手段において判定結果に基づいて異なる表示態様で付加情報が表示されるので、付加情報を容易に把握することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項１３）にかかる３次元形状処理方法は、判定手段により付加情報が指示する構成要素が他の前記構成要素により遮蔽されているか否かを算出して付加情報の表示態様を判定し、表示処理手段において判定結果に基づいて異なる表示態様で付加情報が表示されるので、付加情報を容易に把握することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項１４）にかかる３次元形状処理方法は、視線設定手段により視線方向を設定し、判定手段により、この視線に基づいて構成要素の表示状態を算出して付加情報の表示態様を判定するので、利用者の要求に応じた付加情報の表示が可能になるという効果を奏する。

また、本発明（請求項１５）にかかる３次元形状処理方法は、視線設定手段により視線方向を設定にしたがい、直ちにこの視線に基づいて構成要素の表示状態を算出して付加情報の表示態様を判定し、表示処理手段において判定結果に基づいて３次元形状データおよび付加情報を表示するので、利用者の要求に応じた付加情報の表示が可能になるという効果を奏する。

また、本発明（請求項１６）にかかる３次元形状処理方法は、視線設定手段によりあらかじめ定められた時間毎に視線方向を変更するので、利用者により視点の変更が行われなくとも多方向からの３次元形状データ及び付加情報の把握が可能という効果を奏する。

また、本発明（請求項１７）にかかる３次元形状処理方法は、判定手段により３次元形状データの構成要素である立体、面、稜線または頂点のそれぞれの表示状態を算出して付加情報の表示態様を判定し、表示処理手段により判定結果に基づいて３次元形状データと供に付加情報の表示態様を変更して表示するので、構成要素毎に表示態様を判定できるので付加情報を容易に把握することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項１８）にかかる３次元形状処理方法は、判定手段により構成要素の表示状態を算出し、算出結果に基づいて付加情報を表示するか否か判定するので、表示する際に不要な付加情報が表示されなくなるので、付加情報を容易に把握することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項１９）にかかる３次元形状処理方法は、判定手段により構成要素の表示状態を算出し、算出結果に基づいて付加情報として表示される文字、色、大きさ、付加情報と前記構成要素とを結ぶ引き出し線の線種のいずれか一つ以上を変更して表示するので、付加情報を表示する態様により重み付けができるので、付加情報を容易に把握することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項２０）にかかる３次元形状処理方法は、判定手段により構成要素の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報を、構成要素内に表示するので、表示する際に引き出し線などが不要となるため、表示が簡素化され、付加情報を容易に把握することができるという効果を奏する。

また、本発明（請求項２１）にかかる媒体は、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み取らせて実行することによって、請求項１１から２０のいずれか一つに記載された３次元形状処理方法をコンピュータの利用で実現することができ、これら各３次元形状処理方法と同様の効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる３次元形状処理装置、３次元形状処理方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる３次元形状処理装置の構成を示すブロック図である。図１に示すとおり、本実施の形態の３次元形状処理装置１００は、視点入力制御部１０１と、視線指示部１０２と、記憶部１０３と、判定部１０４と、表示処理部１０５とから構成され、表示処理部１０５を介してディスプレイが、視点入力制御部１０１を介して入力デバイスが接続されている。

視点入力制御部１０１は、本発明の視線設定手段を構成し、利用者が、ポインティングデバイスやキーボードなどの入力デバイスを用いて３次元形状モデルをディスプレイに表示するための視点の位置座標を設定する。設定された視点の位置座標は視線指示部１０２に出力する。また、視点入力制御部１０１により注視点の位置座標やビューアップベクトルの方向ベクトルも設定できることとする。なお、視点入力制御部１０１により設定された視線で後述する処理を行うので、利用者の要求に応じた注記の表示が可能となる。

視線指示部１０２は、本発明の視線指示手段を構成し、視点入力制御部１０１により設定された視点に基づく視線の方向を判定部１０４及び表示処理部１０５に出力する。また、３次元形状データの初期表示においては、記憶部１０３から視線情報を読み込んで、視線方向を指示する。また、視線を示す方向ベクトルは、視点から注視点への方向ベクトルとする。

記憶部１０３は、３次元形状モデルの形状データ２０１や３次元形状モデルを表示するための視線情報２０２を記憶する。また記憶部１０３に記憶するデータを形状データ２０１や視線情報２０２に制限するものではなく、他に必要なデータがあれば記憶部１０３が記憶してもよい。

図２は、記憶部１０３が保持するデータ構造を示す図である。形状データ２０１は、さらに立体モデル毎に立体、面、稜線、頂点などの立体構成要素をグループ化して保持する。これら立体構成要素が本発明の構成要素を構成する。また、立体モデルまたは立体構成要素毎に注記情報を保持し、これら注記情報は、３次元形状データをディスプレイ上に表示する際に、注記として表示される。視線情報２０２は、３次元形状データをディスプレイ上に初期表示する際に必要な視点情報、注視点情報、ビューアップベクトル情報を保持する。

注記情報は、本発明の付加情報を構成し、特定の部位の特性や形状について指示する記載のみならず、寸法や寸法公差、幾何公差、記号などの属性情報なども含んだものであり、３次元形状モデルと供に表示される情報であればよいものとする。

図１に戻り、判定部１０４は、本発明の判定手段を構成し、３次元形状モデルの形状データ２０１と、視線指示部１０２から指示された視線方向とに基づいて、形状データ２０１内で立体構成要素と対応付けられた注記情報を、注記としてディスプレイ上に表示するか否か判定する。具体的には、視線方向から３次元形状モデルを表示したとき、注記が指し示している立体構成要素が３次元形状モデルの前面に表示されているのか、または３次元形状モデルの裏面にあり表示されていないのかを算出し、算出結果に基づいて注記情報を注記として表示するか否か判定する。そして判定部１０４は判定結果を表示処理部１０５に出力する。また、判定部１０４は、３次元形状モデルの前面にある場合に注記を表示するのか、裏面にある場合に注記を表示するのかを、利用者の設定により変更できるものとする。なお、具体的な前面か否かの算出方法は後述する。また、この算出方法において用いられる立体構成要素の頂点の位置座標が、本発明の３次元形状データの位置情報を構成する。

表示処理部１０５は、本発明の表示処理手段を構成し、記憶部１０３で記憶する３次元形状モデルの形状データ２０１を、視線指示部１０２により指示された視線方向に基づいて３次元形状モデルについて表示処理を行い、その際、３次元形状モデルの立体構成要素に対応付けられて表示する注記を、判定部１０４による判定結果に従って表示する。

次に、以上のように構成された本実施の形態にかかる３次元形状処理装置１００において、３次元形状データともに注記を表示するまでの処理について説明する。図３は、本実施の形態にかかる３次元形状処理装置１００における上述した処理の手順を示すフローチャートである。

まず、視点入力制御部１０１は、利用者がポインティングデバイスやキーボードなどの入力デバイスを用いて入力された視点を設定する（ステップＳ３０１）。そして設定された視点の情報を視線指示部１０２に出力する。また、視点入力制御部１０１は、利用者が注視点を設定した場合、この注視点の情報も出力する。

視線指示部１０２は、視点入力制御部１０１より入力された視点または注視点の情報に基づいて、視線の方向を算出し、判定部１０４及び表示処理部１０５に視線を示す方向ベクトルを出力する（ステップＳ３０２）。

判定部１０４は、視線指示部１０２から入力された視線の方向と、記憶部１０３で記憶する３次元形状モデルの形状データ２０１を構成する各立体構成要素の位置座標に基づいて、注記情報と対応付けられている立体構成要素が３次元形状モデルの前面として表示されるか否か算出し、その算出結果により注記情報を注記としてディスプレイに表示するか否か判定し、判定結果を表示処理部１０５に出力する（ステップＳ３０３）。

図４は、判定部１０４において、３次元形状モデルの前面か裏面か判定する処理の手順を示したフローチャートである。

判定部１０４は、記憶部１０３から入力された、注記情報と対応付けられた立体構成要素において、３次元形状モデルの表面を構成する面の法線を取得する（ステップＳ４０１）。法線の方向は、３次元形状モデルから外側に向かうものとする。そして、３次元形状モデルの表面を構成する面の３つの頂点Ｖ１（x1, y1, z1），Ｖ２（x2, y2, z2），Ｖ３（x3, y3, z3）を３次元形状モデルの外側から見て、左回りに定義されているものとし、Ｖ１からＶ２へ向かうベクトルＶ１２を数（１）式から、Ｖ１からＶ３へ向かうベクトルＶ１３を数（２）式から求める。
Ｖ１２（x21, y21, z21）＝（x2-x1, y2-y1, z2-z1）…（１）
Ｖ１３（x31, y31, z31）＝（x3-x1, y3-y1, z3-z1）…（２）

そしてＶ１２とＶ１３との外積を数（３）式から求めることで、面の法線ベクトルＶＯを得ることができる。
ＶＯ（xo, yo, zo）＝（y21*z31-z21*y31, z21*x31-x21*z31, x21*y31-y21*x31）…（３）

次に判定部１０４は、視線指示部１０２から入力された視線方向を取得する（ステップＳ４０２）。また、視線方向は視線方向ベクトルＶＶ（xv, yv, zv）とする。

次に、判定部１０４は、面の法線ベクトルＶＯ（xo, yo, zo）と視線方向ベクトルＶＶ（xv, yv, zv）との内積を数（４）式から求める（ステップＳ４０３）。
xo * xv + yo * yv + zo * zv…（４）

判定部１０４は、求められた内積が、正か負かを判断し（ステップＳ４０４）、内積が負である場合、立体構成要素が前面にあると判定し（ステップＳ４０５）、内積が正である場合、立体構成要素が裏面にあると判定する（ステップＳ４０６）。

そして判定部１０４は、判定結果を表示処理部１０５に出力する。なお、本実施形態において立体構成要素が前面にあるか裏面にあるかの判定方法を内積による判定に制限するものではなく、前面か裏面か判定できる方法であればどんな方法を用いてもよい。

図３に戻り、表示処理部１０５は、記憶部１０３により記憶される３次元形状モデルの形状データ２０１を、視線指示部１０２により指示された視線方向から表示し、かつ判定部１０４による判定により表示する旨を入力された立体構成要素と対応付けられた注記情報のみ注記として表示する（ステップＳ３０４）。

３次元形状モデルの前面か裏面かを算出して、表示するか否かを判定する立体構成要素は面や立体のみに限らず、立体構成要素が稜線または頂点も表示するか否か判定するものとする。具体的には、稜線または頂点自体は面の法線を取得できないが、稜線または頂点を構成するための周囲にある全ての面について前面か裏面か判定し、全ての面が裏面にあるときは稜線又は頂点を表示せず、少なくとも一つの面が前面にあるときは稜線又は頂点を表示するものとする。

図５−１は、立体構成要素が３次元形状モデルの前面にあるか否かの判定を行わずに、従来通りに全ての注記を表示した図であるのに対し、図５−２は、立体構成要素が３次元形状モデルの前面にある場合に限り、注記を表示したものである。図５−１では３次元形状モデルの裏面を指し示していた“注記３”及び“注記４”が、図５−２では表示されなくなり、ディスプレイ上の表示が簡素化されたことが確認できる。

また、本実施の形態においては、注記を表示する場合において、注記が指し示す場所が３次元形状モデルの正面に近い向きの場合は、引き出し線を書かずに立体構成要素である面の内部に表示してもよい。図５−２の“注記１”が面の内部に表示した場合である。面の内部に表示するか否かを判定する方法は、上述した式（４）において得られた内積が、あらかじめ定められた値より大きい場合には、正面に近い向きと判定し、立体構成要素の面の内部に表示する。ただし、正面に近い向きか否かを算出する場合、視線方向ベクトル及び面の法線の長さをあらかじめ定めておく必要がある。例えば視線方向ベクトルおよび面の法線の長さが１の場合、内積が０．９８以上の場合を正面に近い向きと考えて面の内部に表示する等が考えられる。当然、面は注記が入るほどの面積を有する必要がある。なお、本実施の形態は、内積を算出する際の視線方向ベクトル、面の法線の長さ、及び正面に近い向きと判断するための内積の値を制限するものでもなく、また、正面に近い向きか否かの判定方法を内積による算出のみに制限するものではない。

図６は、図５−１で示した３次元形状モデルについて、３次元形状処理装置１００より３次元形状モデルである滑車６０１の裏面を指し示した注記のみ表示した図である。本実施の形態の３次元形状処理装置１００においては、３次元形状モデルの前面にある場合に注記を表示するか、裏面にある場合に注記を表示するか、設定により変更できるため、このように裏面にある注記のみ表示することもできる。なお、注記の表示においてディスプレイ上の前面もしくは裏面のどちらの場合を表示するのかを設定する方法について特に制限するものではなく、例えば利用者が入力デバイスにより設定し、この設定内容を記憶部１０３で記憶し、判定部１０４で判定する際にこの設定内容を読み出す方法が考えられる。

また、３次元形状モデルの裏面を指し示している注記のみ表示した場合、これらの注記をハンドルとして用いることで、これらの注記が指し示した面を選択対象とすることを可能とする。一般的な３次元ＣＡＤ装置においては、手前のものから順に所望の面を絞り込んでいく必要があるが、本図で示したように裏面を指し示した注記のみ表示し、これら注記をハンドルとして用いることで、遠い位置にある面を直接選択することが可能となる。注記を用いた面の選択後は、この選択を確定させることで、注記が差し示した面を正面として表示するなどの処理が考えられる。これにより利用者は、表示されていない立体構成要素を容易に選択することができる。

図７は、本実施の形態による３次元形状処理装置のハードウェア構成例を示す図である。上述した３次元形状処理装置は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現できる。コンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）７０１によって装置全体が制御されている。ＣＰＵ７０１には、バス７０４を介してメモリ７０２、外部記憶装置７０５、表示装置７０６、入力装置７０３が接続されている。メモリ７０２には、ＣＰＵ７０１に実行させるＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が格納される。またメモリ７０２には、ＣＰＵ７０１による処理に必要な各種データが格納される。外部記憶装置７０５には、ＯＳ、各種ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、検出されたデータなどが格納される。

表示装置７０６は、ＣＰＵ７０１からの命令に従って、画像を画面に表示させる。入力装置７０３には、キーボードやポインティングデバイスが接続されている。入力装置７０３は、キーボードやポインティングデバイスから送られてくる信号を、バス７０４を介してＣＰＵ７０１に送信する。

以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。本実施の形態をコンピュータ上で実現するには、コンピュータにドライバプログラムを実装する。

尚、本実施の形態の３次元形状処理装置で実行される情報選択支援プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（Ｒ）ディスク、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本実施の形態の３次元形状処理プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供および配布するように構成しても良い。

本実施の形態では、判定部１０４により注記が指し示す立体構成要素がディスプレイ上に表示される３次元形状データの前面にあるか否かを算出して注記を表示するか否かを判定し、表示処理部１０５において判定結果に基づいて注記を表示するので、表示する際に不要な付加情報が表示されなくなり、注記を容易に把握することができるという効果を奏する。

（変形例）
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、以下に例示するような種々の変形が可能である。

（変形例１）
上述した実施の形態では、判定部１０４においては、注記が指し示している立体構成要素が、前面か裏面かを算出して、注記を表示するか否かを判定していたが、注記を表示するか否かの判断基準は、これに限らず、注記が指し示している立体構成要素の表示状態に応じて表示するか否かを判定するものであればよい。

本変形例は、上述した実施の形態と全体的な処理手順は同じであるが、上述した実施の形態においては判定部１０４が注記を表示するか否かの判定を、注記が指し示していた立体構成要素が前面にあるか裏面にあるかにより、表示、非表示を判定していたのに対し、本変形例は注記が指し示している立体構成要素が他の立体構成要素に遮蔽されているか否かにより判定するものである。

注記が指し示している立体構成要素が他の立体構成要素に遮断されているか否かの判定は、公知技術であるＺｂｕｆｆｅｒ法を用いて行う。具体的には、視線方向ベクトルの奥行き方向にソートした３次元形状モデルを構成していたポリゴンを深度の深いものから表示用のメモリを示すフレームバッファーに順次表示していくことで手前のポリゴンが奥のポリゴンを上書きしていくことから最終的に見えるものだけが残る。そして最終的に見えるものとして残ったポリゴンに、注記が指し示している立体構成要素を構成しているポリゴンが含まれているか否かにより、注記を表示するか否かを判定する。また、このＺｂｕｆｆｅｒ法では、３次元形状モデルを構成していたポリゴンが、本発明の３次元形状データの位置情報を構成する。また、判定するのは立体構成要素が面や立体のみならず、周囲を囲むポリゴンが遮蔽されているか否かにより立体構成要素が稜線または頂点の場合でも、遮蔽されているか否かを判定することができる。

図８−１は、立体構成要素が他の立体構成要素に遮断されているか否かの判定を行わずに、従来通りに全ての注記を表示した図である。本図では滑車８０１の奥に滑車８０２が存在し、“注記１”は滑車８０２の前面の立体構成要素を指し示している。図８−２は、立体構成要素が他の立体構成要素に遮断されていない場合に限り、注記を表示したものである。本変形例では、図８−１では表示されていた“注記１”が、図８−２では表示されなくなったのが確認できる。また、図８−２とは逆に、利用者の設定により、立体構成要素が他の立体構成要素に遮蔽されている場合に限り、注記を表示することも可能である。このように本変形例は、立体構成要素が他の立体構成要素に遮蔽されていない場合に限り注記を表示するものに制限するのではなく、立体構成要素が他の立体構成要素に遮蔽いるか否かにより注記の表示形態を変更するものである。

なお、立体構成要素が他の立体構成要素に遮断されているかの判定方法はＺｂｕｆｆｅｒ法に制限するものではなく、Ｒａｙ−Ｔｒａｃｉｎｇ法など他の方法を用いてもよいこととする。

本変形例では、判定部１０４により注記が指し示す立体構成要素が他の立体構成要素により遮蔽されているか否かを算出して注記を表示するか否かを判定するので、不要な注記は表示されなくなり、注記を容易に把握することができる。

（変形例２）
上述した実施の形態では、判定部１０４は、注記を表示するか否か判定していたが、本変形例は、注記の文字、色、大きさ、及び立体構成要素と注記を結ぶ引き出し線の線種を変更するか否か判定するものである。具体的には注記を表示する際に、注記が指し示している立体構成要素が３次元形状モデルの裏面、または他の立体構成要素に遮蔽されている場合には、文字のフォントを小さくして表示し、引き出し線を波線で表示し、文字や引き出し線の色を背景色に近い色で表示する。なお、注記の表示態様の変更を、注記の文字、色、大きさ、立体構成要素と注記を結ぶ引き出し線の線種を変更するもの制限するものではなく、注記の表示態様の変更により、利用者が３次元形状モデルの前面にある立体構成要素を指し示した注記なのか否かを区別できればよい。注記を全て表示しているにもかかわらず、注記を表示する態様による重み付けがなされるので、付加情報を容易に把握することができる。

（変形例３）
また、上述した実施の形態では、視線指示部１０２により指示された視線方向に基づいて、表示処理部１０５は３次元形状モデルを表示することとしたが、本変形例は視線指示部１０２による視線方向に基づいて３次元形状モデルを表示するものとせず、視線指示部１０２により指示された視線方向は注記を表示するか否かの判定にのみ用い、表示処理部１０５による３次元形状モデルについては、別の視線方向に基づいてディスプレイ上に表示する。本変形例では、ディスプレイに表示するための視線と別に注記を表示するための視線を用意したことで、利用者の要求に応じた注記の表示が可能となる。

（変形例４）
また、上述した実施の形態では、視点入力制御部１０１は、利用者が、ポインティングデバイスやキーボードなどの入力デバイスを用いて３次元形状モデルをディスプレイに表示するための視点の位置座標を設定することとしたが、本変形例は、視点入力制御部１０１はあらかじめ定められた時間毎に自動的に視点を変更し、その変更された視点に従って、上述した実施の形態と同様の手順で、３次元形状モデルおよび注記を表示するものである。本変形例では、視点入力制御部１０１によりあらかじめ定められた時間毎に視線方向を変更するので、利用者により視点の変更が行われなくとも多方向からの３次元形状モデル及び注記の把握が可能となる。

以上のように、本発明にかかる３次元形状処理装置、３次元形状処理方法および媒体は、３次元形状モデルとともに注記を表示する技術に有用であり、特に、視線の変更による３次元形状モデルの表示の変更とともに、注記の表示態様を変更する技術に適している。

本発明にかかる３次元形状処理装置の実施の形態における機能ブロック構成を示す図である。 本発明にかかる３次元形状処理装置の実施の形態における記憶部が保持するデータ構造を示す図である。 本発明にかかる３次元形状処理装置の実施の形態における３次元形状データともに注記を表示するまでの処理手順を示したフローチャートである。 本発明にかかる３次元形状処理装置の実施の形態における判定部が３次元形状モデルの前面か裏面か判定するまでの処理手順を示したフローチャートである。 本発明にかかる３次元形状処理装置を用いず、従来通りの３次元形状モデルの表示の一例を示す図である。 本発明にかかる３次元形状処理装置の実施の形態における３次元形状モデルの表示の一例を示す図である。 本発明にかかる３次元形状処理装置の実施の形態における３次元形状モデルの裏面を指し示した注記のみ表示した場合の一例を示す図である。 本発明にかかる３次元形状処理装置の実施の形態におけるハードウェア構成例を示した図である。 本発明にかかる３次元形状処理装置を用いず、従来通りの３次元形状モデルの表示の一例を示す図である。 本発明にかかる３次元形状処理装置の変形例１における３次元形状モデルの表示の一例を示す図である。

符号の説明

１００ ３次元形状処理装置
１０１ 視点入力制御部
１０２ 視線指示部
１０３ 記憶部
１０４ 判定部
１０５ 表示処理部
２０１ 形状データ
２０２ 視線情報
７０１ ＣＰＵ
７０２ メモリ
７０３ 入力装置
７０４ バス
７０５ 外部記憶装置
７０６ 表示装置
５０１、５０２、６０１、８０１、８０２、８０３、８０４ 滑車

Claims (21)

1. ３次元形状データの構成要素を指示して、構成要素に付記すべき情報を示す付加情報を画面上に表示する３次元形状処理装置において、
   前記３次元形状データへの視線方向を指示する視線指示手段と
   前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示手段により指示された視線方向から、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報の表示態様を判定する判定手段と、
   前記判定手段により判定された表示態様で前記付加情報を表示する表示処理手段と、
   を備えたことを特徴とする３次元形状処理装置。
2. 前記判定手段は、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示手段により指示された視線方向から、画面上に表示される３次元形状データにおいて、付加情報が指示している前記構成要素が前面にあるか否かを算出し、算出結果に基づいて付加情報の表示態様を判定することを特徴とする請求項１に記載の３次元形状処理装置。
3. 前記判定手段は、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示手段により指示された視線方向から、画面上に表示される、視線方向からの３次元形状データにおいて、付加情報が指示している前記構成要素が他の前記構成要素により遮蔽されているか否か算出し、算出結果に基づいて付加情報の表示態様を判定することを特徴とする請求項１に記載の３次元形状処理装置。
4. 前記３次元形状データへの視線方向を定めるための視点または注視点を設定する視線設定手段、をさらに備え、
   前記視線指示部は、前記視線設定手段により設定された視線方向を、前記３次元データへの視線方向として指示することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の３次元形状処理装置。
5. 前記視線指示部は、前記視線設定手段により視線方向が設定されるたびに、前記３次元データへの視線方向として指示し、
   前記判定手段は、前記視線指示部により視線方向が指示されるたびに、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示手段により指示された視線方向から、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報の表示態様を判定し、
   前記表示処理手段は、前記視点指示手段により視線方向が指示されるたびに、前記判定手段により判定された表示態様で前記付加情報を表示することを特徴とする請求項４に記載の３次元形状処理装置。
6. 前記視線設定手段は、さらに、あらかじめ定められた時間毎に異なる視線方向に設定することを特徴とする請求項５に記載の３次元形状処理装置。
7. 前記判定手段は、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示手段により指示された視線方向から、前記付加情報が指示している立体、面、稜線または頂点のいずれか一つの前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、立体、面、稜線または頂点のいずれか一つの構成要素を指示していた前記付加情報の表示態様を判定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の３次元形状処理装置。
8. 前記判定手段は、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報を表示するか否か判定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の３次元形状処理装置。
9. 前記判定手段は、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報として表示される文字、色、大きさ、付加情報と前記構成要素とを結ぶ引き出し線の線種のいずれか一つ以上を変更して表示するか否か判定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の３次元形状処理装置。
10. 前記判定手段は、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報を、構成要素内に表示するか否か判定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の３次元形状処理装置。
11. ３次元形状データの構成要素を指示して、構成要素に適用する情報を示す付加情報を画面上に表示する３次元形状処理方法において、
    前記３次元形状データへの視線方向を指示する視線指示ステップと
    前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示ステップにより指示された視線方向から、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報の表示態様を判定する判定ステップと、
    前記判定ステップにより判定された表示態様で前記付加情報を表示する表示ステップと、
    を備えたことを特徴とする３次元形状処理方法。
12. 前記判定ステップは、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示ステップにより指示された視線方向から、画面上に表示される３次元形状データにおいて、付加情報が指示している前記構成要素が前面にあるか否かを算出し、算出結果に基づいて付加情報の表示態様を判定することを特徴とする請求項１１に記載の３次元形状処理方法。
13. 前記判定ステップは、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示ステップにより指示された視線方向から、画面上に表示される、視線方向からの３次元形状データにおいて、付加情報が指示している前記構成要素が他の前記構成要素により遮蔽されているか否か算出し、算出結果に基づいて付加情報の表示態様を判定することを特徴とする請求項１１に記載の３次元形状処理方法。
14. 前記３次元形状データへの視線方向を定めるための視点または注視点を設定する視線設定ステップ、をさらに備え、
    前記視線指示部は、前記視線設定ステップにより設定された視線方向を、前記３次元データへの視線方向として指示することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一つに記載の３次元形状処理方法。
15. 前記視線指示部は、前記視線設定ステップにより視線方向が設定されるたびに、前記３次元データへの視線方向として指示し、
    前記判定ステップは、前記視線指示部により視線方向が指示されるたびに、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示ステップにより指示された視線方向から、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報の表示態様を判定し、
    前記表示ステップは、前記視点指示ステップにより視線方向が指示されるたびに、前記判定ステップにより判定された表示態様で前記付加情報を表示することを特徴とする請求項１４に記載の３次元形状処理方法。
16. 前記視線設定ステップは、さらに、あらかじめ定められた時間毎に異なる視線方向に設定することを特徴とする請求項１５に記載の３次元形状処理方法。
17. 前記判定ステップは、前記３次元形状データの位置情報と、前記視線指示ステップにより指示された視線方向から、前記付加情報が指示している立体、面、稜線または頂点のいずれか一つの前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、立体、面、稜線または頂点のいずれか一つの構成要素を指示していた前記付加情報の表示態様を判定することを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか一つに記載の３次元形状処理方法。
18. 前記判定ステップは、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報を表示するか否か判定することを特徴とする請求項１１〜１７のいずれか一つに記載の３次元形状処理方法。
19. 前記判定ステップは、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報として表示される文字、色、大きさ、付加情報と前記構成要素とを結ぶ引き出し線の線種のいずれか一つ以上を変更して表示するか否か判定することを特徴とする請求項１１〜１７のいずれか一つに記載の３次元形状処理方法。
20. 前記判定ステップは、前記付加情報が指示している前記構成要素の画面上の表示状態を算出し、算出結果に基づいて、前記構成要素を指示していた前記付加情報を、構成要素内に表示するか否か判定することを特徴とする請求項１１〜１７のいずれか一つに記載の３次元形状処理方法。
21. 請求項１１〜請求項２０の記載のいずれか一つの３次元形状処理方法をコンピュータに実行させるためにプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な媒体。

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