JP2009134537A

JP2009134537A - 図形処理装置および図形処理プログラム

Info

Publication number: JP2009134537A
Application number: JP2007310443A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Ishida; 好輝石田; Masayuki Fujisawa; 雅行藤澤
Original assignee: Toyohashi University of Technology NUC
Current assignee: Toyohashi University of Technology NUC
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-18

Abstract

【課題】従来の図形処理技術では図形を描画する際に基本要素間の位置関係を定義する必要があり、事前に作図計画を造る必要がある。また、クランクやリンクなど機構を持つ構造物を作図した場合、位置関係のみの定義ではその機構の動作を確認することが出来ない。この機構の動作による干渉などの影響を調べるには、複数の図面を描く必要がある。
【解決手段】図形は基本要素が制約関係により相互に連結したツリー構造を持つ。そこで、基本要素が変形されると、基本要素と制約関係を持つ基本要素を制約関係が満たされるように変形することで簡単に図形の変形処理を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、表示手段への図形の描画や図形の変形表示等を行う図形処理装置および図形処理プログラムに関する。

コンピュータにおける図形を処理するプログラムには、図面を作成するＣＡＤや画像を扱うペイントソフトがある。これらのプログラムでは点や線といった図形の基本要素間の位置関係を定義する。それにより一つの図面、画像を作成する。

またアニメーションを作成するプログラムがある。これは基本要素毎に始点、終点、移動方向および移動時間長等を設定することでアニメーションを作成する。以上のプログラムは、非特許文献１などをもとにする。

Ｘ．Ｓ．ＧａｏａｎｄＱ．Ｌｉｎ， "ＭＭＰ／Ｇｅｏｍｅｔｅｒ？ＡＳｏｆｔｗａｒｅＰａｃｋａｇｅｆｏｒＡｕｔｏｍａｔｅｄＧｅｏｍｅｔｒｉｃＲｅａｓｏｎｉｎｇ，" ／ＡｕｔｏｍａｔｅｄＤｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎＧｅｏｍｅｔｒｙ／２００２，ｐｐ．４４−６６，２００２．

従来の技術では図形を描画する際に基本要素間の位置関係を定義する必要があり、事前に作図計画を造る必要がある。また、クランクやリンクなど機構を持つ構造物を作図した場合、位置関係のみの定義ではその機構の動作を確認することが出来ない。この機構の動作による干渉などの影響を調べるには、複数の図面を描く必要がある。

アニメーションを作成する場合も同様に基本要素間の関連を考慮し、事前に計画する必要がある。

図形およびアニメーションに変更を加えた場合、基本要素間の関係にも変更が必要になる可能性がある。再び基本要素全体の関連について更新しなければならない。全体の構成をとらえにくいというものである。

本発明は、上記のような問題点を解決するものである。利用者の目的を簡易に満たす図形処理装置およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成するために、図形を表示する表示手段と、前記表示手段に表示された図形のうち、所定の図形を指定するとともに、前記指定された図形に対し、所望の変形処理を指示するための指示手段と、前記指示手段によって指示された変形処理を実行する実行手段と、前記実行手段によって変形処理された図形を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とする。

図形は、点や線などの基本要素から構成される。一つの図形の構成は指定により、その都度異なるものとする。また、変形処理は、表示された上記図形の構成要素の移動、制約の付与、長さの変更等である。

請求項１に記載の図形処理装置によれば、指示手段によって、表示手段に表示された図形のうち、所望の図形が指定され、さらに指定された図形に対し、基本要素間に付与可能な幾何学的制約関係を自動的に判断し、それにもとづいた変形処理が実行され、表示制御手段によって変形処理された図形が表示手段に表示されるので、図形を指定して変形処理を指示するだけで変形処理された図形が表示手段に表示されることとなって、図形の変形処理を容易に実行することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の図形処理装置において、複数の基本要素間に制約関係が付与されている場合、いずれかの基本要素を前記指示手段により変形処理を指示した際、制約関係を持つ基本要素により構成される図形全体において変形処理が実行されることを可能に構成されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、表示部を有するコンピュータに対して、前記表示部に図形を表示する手段と、前記表示部に表示された図形に対して、図形の基本要素を選択・移動する手段と、前記選択・移動手段により変形処理された基本要素間の制約関係を保つ手段と、変形図形をリアルタイムに表示する機能を持つプログラムである。

請求項４に記載の発明は、表示部を有するコンピュータに対して、前記制約関係を保つ手段を、基本要素間の制約関係を制約伝播により維持するプログラムである。

本発明では、基本要素間に制約関係を定義することにより、一部に変更が生じた場合でも自動的に図形が更新され、図形やアニメーション作成の事前計画が必要なく、図形を動的に扱うことが可能となる。

また、従来では図面を修正する場合、変更に伴い影響を受けることが予想される変更箇所以外の箇所を考慮に入れる必要があった。基本要素間の関係を定性的に保つことにより、一つの変更に対して連続的に他の箇所も修正されるため修正作業の工程を削減できる。

さらに、図形に位置情報だけではなく制約関係を与えることが可能になることで、動きのある図形を描画可能となる。リンクやクランク等の機構が存在する物について、図面上で動きを確認することが可能になる。

また図６のように幾何学の定理を表現することができ、問題の理解や新たな定理の発見を補助することが可能である。

以下図を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の図形処理装置の構成を示すブロック図である。

図２は、制約を付与する具体例である。制約伝播により図形を変形する。以下制約伝播による図形変形について説明する。

図形は基本要素が図３のように制約関係により相互に連結したツリー構造を持つ。基本要素が変形されると、基本要素と制約関係を持つ基本要素を制約関係が満たされるように変形する。この操作をすべての制約について実行する。すべての制約関係が満足されると図形全体の変形が完了する。制約伝播のアルゴリズムを図４に示す。

基本要素間に位置関係のみでなく幾何学的な制約関係を定義する。ひとつの基本要素位置情報を変更すると変更した基本要素と制約関係がある基本要素の情報を、制約を満たすように更新する。これにより図形全体が更新する。

基本要素間の制約関係は定性的に満たされ、図５のように制約関係を満たす座標を探索する。探索は基本要素の点についてのみ行う。

また、マウスもしくはそれに準ずるインターフェイスにより基本要素を移動可能とする。これにより基本要素の位置情報の更新を行う。

上記の制約伝播による図形の更新とマウスによる基本要素の移動により、リアルタイムの図形更新を行う。

ブロック図制約を付与する具体例制約関係本発明のアルゴリズム探索幾何学の定理

Claims

図形を表示する表示手段と、前記表示手段に表示された図形のうち、所望の図形を構成する基本要素を１つ以上指定するとともに、前記指定された基本要素に対し、基本要素間に付与可能な幾何学的制約関係を自動的に判断し、それにもとづき変形処理を指示するための指示手段と、前記指示手段によって指示された変形処理を実行する実行手段と、前記実行手段によって変形処理された図形を前記表示手段に表示する表示制御手段とを備えることを特徴とする図形処理装置。
請求項１に記載の図形処理装置において、複数の基本要素間に制約が付与されている場合、いずれかの基本要素を前記指示手段により変形処理を指示した際、制約関係を持つ基本要素により構成される図形全体に変形処理が実行されることを可能に構成されることを特徴とする図形処理装置。
表示部を有するコンピュータに対して、前記表示部に図形を表示する手段と、前記表示部に表示された図形に対して、図形の基本要素を選択・移動する手段と、前記選択・移動手段により変形処理された基本要素間の制約関係を保つ手段と、変形図形をリアルタイムに表示する機能を持つ図形処理プログラム。
請求項３に記載のプログラムにおいて、基本要素間の制約関係を保つ手段が基本要素間の制約関係を制約伝播により行われることを特徴とする図形処理プログラム。