JP2713895B2 - ３次元方向ベクトル入力方式 - Google Patents
３次元方向ベクトル入力方式Info
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- JP2713895B2 JP2713895B2 JP62000414A JP41487A JP2713895B2 JP 2713895 B2 JP2713895 B2 JP 2713895B2 JP 62000414 A JP62000414 A JP 62000414A JP 41487 A JP41487 A JP 41487A JP 2713895 B2 JP2713895 B2 JP 2713895B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は３次元方向ベクトルの入力方式、特に３次元
コンピユータグラフイツクスやコンピユータエイデイド
デザイン（Computer Aided Design,以下CADと略す。）
等の分野において画面上で３次元形状を見る方向を入力
する方式に関する。 〔従来の技術〕 従来の方法としては、２次元座標軸（x,y,z）の各軸
に対して回転角を直接数値で与える方式が一般的であつ
た。しかし、この方式では与えた回転角によつて実現さ
れる図を想像することが容易でなく回転中心を変えるこ
ともできなかつたためユーザが真に見たい方向を指示す
るのは困難であつた。 同様に直接数値を入力する方法として、注視点（X1,Y
1,Z1）と視点（X2,Y2,Z2）を入力して３次元方向ベクト
ルを算出し座標変換を行うものもあるが２次元の画面上
で３次元の位置座標をユーザが認識して入力するのは容
易ではなかつた。 数値を用いずに方向ベクトルを指定する方法として
は、ジヨイステイツク、ダイヤル等で直接図形を回転さ
せて、異なつた方向から見るというハード依存型の方法
もあるが、この方法では表示されている図形を時々刻々
と書きなおさなければならず、複雑な図形では処理スピ
ードの関係で応答性が悪くなり、所望の方向を得るのが
困難であつた。 また特開昭61−46565号公報に記載のように、３次元
方向ベクトルを入力するために画面上に球を表示し、そ
の投影像の１点を指定して３次元方向ベクトルを算出す
るものも知られている。しかし、画面上に投影された球
は円となり、ユーザが入力できるのは２次元座標でしか
なく奥行き情報を入力するのは容易ではなかつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来の技術は、直接数値を入力する方式でもハー
ド的な方式においても入力された値に対する視線方向を
座標変換前に表示する手段が用意されておらず、所望の
視線方向を１度で得るのが困難であるという問題があつ
た。 球を表示して視線方向を決定している方法では、おお
よその方向を変換前に認確できるのが奥行き方向の入力
方法、及び球の裏側からの入力方法について配慮されて
おらず、球の周辺部での入力、また形状を反対側から見
たいときの指定方式に問題がある。 本発明の目的は、３次元格子を表示することにより、
視点変更後の方向を座標変換前に画面上で確認できるよ
うにし、かつ形状の裏側の点をも指定できることで所望
の視線方向を１度で指定できるようにすることである。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、３次元形状を内包する、もしくは３次元
形状に内包される３次元物体、例えば直方体、円柱、球
等の前述を記憶する３次元物体記憶手段と、前記３次元
物体記憶手段の内容を表す表面に３次元格子の記述を記
憶する３次元格子記憶手段と、画像を表示する画像出力
手段と、前記３次元物体記憶手段及び３次元格子記憶手
段の内容が表す形状を前記画像出力手段に出力する３次
元形状表示手段と、前記画像出力手段の出力画面内の格
子点の３次元座標値を記憶する３次元座標値記憶手段と
により、２次元画面から直接３次元方向ベクトルを合成
することを特徴とする、３次元方向ベクトルの入力方式
によつて達成される。 〔作用〕 本発明は、第１段階として３次元空間内に３次元形状
を内包する、もしくは３次元形状に内包される３次元物
体を予め設定し、第２段階として前記３次元物体の表面
に３次元格子を設定し、第３段として前記３次元格子中
の２点を使用者に指定させることにより、上記入力点の
３次元空間内の座標値を算出し、最後に前記入力２点か
ら３次元方向ベクトルを算出し、該方向ベクトルを画面
上に表示した後、座標変換を行うものである。 〔実施例〕 以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。 第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図であり、
第２図は概略を示したPADである。 本発明を用いて３次元の視線方向を入力し、前記視線
方向から物体を見た時の画像を合成する例を第１図及び
第２図を用いて説明する。 第１図において、1120は例えば独自の座標系ｏ−ｘ−
ｙ−ｚで定義された第３図（Ａ）に例示する直方体2000
を記憶する３次元形状記憶手段、1080は例えば第３図
（Ｂ）に例示するＸ−Ｙ平面が画面2010となる独自の座
標系Ｏ−Ｘ−Ｙ−Z2020を持つ画像出力手段、1090は例
えば前記座標系Ｏ−Ｘ−Ｙ−Z2020において、第３図
（Ｃ）に例示する前記直方体2000を包含する３次元物体
2030を記憶する３次元物体記憶手段、1100は例えば第３
図（Ｄ）に例示する前記３次元物体2030の表面上に発生
させた３次元格子2040を記憶する３次元格子記憶手段、
1110は前記座標系ｏ−ｘ−ｙ−ｚと前記座標系Ｏ−Ｘ−
Ｙ−Z2020との例えば第３図（Ｅ）に例示する空間関係
で定まる基底変換 の変換行列を記憶する変換行列記憶手段である。 動作は、例えばマイクロプロセツサとメモリとで構成
された制御手段1200が３次元形状表示手段1130を起動し
て始まる。起動された上記３次元形状表示手段1130は前
記３次元物体記憶手段1090の内容が表す３次元物体と、
前記３次元格子記憶手段1100の内容が表す３次元格子の
記述を用いて前記画像出力手段1080の出画面2010に例え
ば第３図（Ｄ）に例示する３次元格子2040を表示させ
る。これに対応するのが、第２図における対象物表示30
10、３次元物体表示3020、３次元格子表示3030である。 上記３次元形状表示手段1130が処理を終えると前記制
御手段1200は画面内格子点指定手段1010を起動する。起
動された上記画面内格子点指定手段1010は、前記画像出
力手段1080に、例えばクロスカーソルを表示させること
により、上記画面内格子点指定手段1010が現存指してい
る格子点を使用者に知らせつつ、使用者の操作に従つ
て、例えば第３図（Ｄ）に例示する画面内の点Pc2050,P
v2060の座標値（Xc,Yc,Zc），（Xv,Yv,Zv）を算出し、
上記座標値（Xc,Yc,Zc），（Xv,Yv,Zv）を３次元座標値
記憶手段1020に書き込む。これに対応するのが、第２図
における格子点指示3040である。 上記画面内格子点指定手段1010が処理を終えると前記
制御手段1200は３次元ベクトル合成手段1030を起動す
る。起動された上記３次元ベクトル合成手段1030は、前
記３次元座標値記憶手段1020の内容が表す座標値（Xc,Y
c,Zc），（Xv,Yv,Zv）を用いて３次元ベクトルを合成し
上記３次元ベクトルを３次元合成ベクトル記憶手段1040
の内容として書き込む。これに対応するのが、第２図に
おける３次元ベクトル合成3050である。 上記３次元ベクトル合成手段1030が処理を終えると前
記制御手段1200は３次元合成ベクトル表示手段1140を起
動する。起動された３次元合成ベクトル表示手段1140
は、前記３次元合成ベクトル記憶手段1040の内容が表す
３次元ベクトルを前記画像出力手段1080の出力画面2010
に、例えば第３図（Ｄ）に例示する３次元ベクトル（X
p,Yp,Zp）2070のように表示させる。これに対応するの
が、第２図における３次元合成ベクトル表示3060であ
る。 上記３次元合成ベクトル表示手段1140が処理を終える
と、前記制御手段1200は座標変換手段1050を起動する。
起動された座標変換手段1050は前記変換行列記憶手段11
10の内容が表す基底変換行列Ｔと前記３次元合成ベクト
ル記憶手段1040の内容が表す３次元ベクトル（Xp,Yp,Z
p）2070から （xp yp zp）＝（Xp Yp Zp）Ｔ （式−２） なるベクトル（xp,yp,zp）を生成し、上記ベクトルを３
次元方向ベクトル記憶手段1060に書き込む。これに対応
するのが、第２図における座標変換3070である。 上記座標変換1050が処理を終了すると前記制御手段12
00は３次元形状投影手段1070を起動する。起動された３
次元形状投影手段1070は前記３次元形状手段1120の内容
が表す直方体を前記３次元方向ベクトル記憶手段1060の
内容が表す方向から眺めた時の画像を合成し、前記画像
出力手段1080に上記画像を表示させ、第２図ではこれに
対応する変換後画像出力3080の処理を行い、以上ですべ
ての処理を終了する。 その他の実施例−１ 前記実施例と同様なシステムで、対象物形状が大きす
ぎ、これを包含するような３次元物体を画面上に表示で
きない場合、もしくは対象物形状の内部から外部を見た
い場合には、第４図（Ａ）に例示するように前記対象物
形状に内包される３次元物体4000を用いる。 その他の実施例−２ 前記実施例と同様なシステムで、対象物形状を包含す
る３次元物体として、円柱を用いた例を第４図（Ｂ）に
示す。 その他の実施例−３ 前記実施例と同様なシステムで、対象物形状を包含す
る３次元物体として、球を用いた例を第４図（Ｃ）に示
す。 その他の実施例−４ 前記実施例と同様なシステムで、３次元格子中の格子
点を指定するとき、１点のみしか入力されなかつた場
合、３次元格子を表面に持つ３次元物体の中心または重
心を第２点として処理を行う。 その他の実施例−５ 前記実施例と同様なシステムで、３次元格子中の格子
点を指定するとき、１点のみしか入力されなかつた場
合、対象である３次元形状の中心または重心を第２点と
して処理を行う。 〔発明の効果〕 本発明によれば、見たい方向を直感的に画面上の情報
により指定することができ、かつその方向を座標変換前
に確認できるので、３次元方向ベクトルの入力を容易に
する効果がある。 例えば、対象物形状を包含する３次元物体として円柱
を用いた例では、あたかも展示会会場で様様な背の人が
いろいろな各角度から眺めたと同様な効果が得られる。
コンピユータグラフイツクスやコンピユータエイデイド
デザイン（Computer Aided Design,以下CADと略す。）
等の分野において画面上で３次元形状を見る方向を入力
する方式に関する。 〔従来の技術〕 従来の方法としては、２次元座標軸（x,y,z）の各軸
に対して回転角を直接数値で与える方式が一般的であつ
た。しかし、この方式では与えた回転角によつて実現さ
れる図を想像することが容易でなく回転中心を変えるこ
ともできなかつたためユーザが真に見たい方向を指示す
るのは困難であつた。 同様に直接数値を入力する方法として、注視点（X1,Y
1,Z1）と視点（X2,Y2,Z2）を入力して３次元方向ベクト
ルを算出し座標変換を行うものもあるが２次元の画面上
で３次元の位置座標をユーザが認識して入力するのは容
易ではなかつた。 数値を用いずに方向ベクトルを指定する方法として
は、ジヨイステイツク、ダイヤル等で直接図形を回転さ
せて、異なつた方向から見るというハード依存型の方法
もあるが、この方法では表示されている図形を時々刻々
と書きなおさなければならず、複雑な図形では処理スピ
ードの関係で応答性が悪くなり、所望の方向を得るのが
困難であつた。 また特開昭61−46565号公報に記載のように、３次元
方向ベクトルを入力するために画面上に球を表示し、そ
の投影像の１点を指定して３次元方向ベクトルを算出す
るものも知られている。しかし、画面上に投影された球
は円となり、ユーザが入力できるのは２次元座標でしか
なく奥行き情報を入力するのは容易ではなかつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来の技術は、直接数値を入力する方式でもハー
ド的な方式においても入力された値に対する視線方向を
座標変換前に表示する手段が用意されておらず、所望の
視線方向を１度で得るのが困難であるという問題があつ
た。 球を表示して視線方向を決定している方法では、おお
よその方向を変換前に認確できるのが奥行き方向の入力
方法、及び球の裏側からの入力方法について配慮されて
おらず、球の周辺部での入力、また形状を反対側から見
たいときの指定方式に問題がある。 本発明の目的は、３次元格子を表示することにより、
視点変更後の方向を座標変換前に画面上で確認できるよ
うにし、かつ形状の裏側の点をも指定できることで所望
の視線方向を１度で指定できるようにすることである。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、３次元形状を内包する、もしくは３次元
形状に内包される３次元物体、例えば直方体、円柱、球
等の前述を記憶する３次元物体記憶手段と、前記３次元
物体記憶手段の内容を表す表面に３次元格子の記述を記
憶する３次元格子記憶手段と、画像を表示する画像出力
手段と、前記３次元物体記憶手段及び３次元格子記憶手
段の内容が表す形状を前記画像出力手段に出力する３次
元形状表示手段と、前記画像出力手段の出力画面内の格
子点の３次元座標値を記憶する３次元座標値記憶手段と
により、２次元画面から直接３次元方向ベクトルを合成
することを特徴とする、３次元方向ベクトルの入力方式
によつて達成される。 〔作用〕 本発明は、第１段階として３次元空間内に３次元形状
を内包する、もしくは３次元形状に内包される３次元物
体を予め設定し、第２段階として前記３次元物体の表面
に３次元格子を設定し、第３段として前記３次元格子中
の２点を使用者に指定させることにより、上記入力点の
３次元空間内の座標値を算出し、最後に前記入力２点か
ら３次元方向ベクトルを算出し、該方向ベクトルを画面
上に表示した後、座標変換を行うものである。 〔実施例〕 以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。 第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図であり、
第２図は概略を示したPADである。 本発明を用いて３次元の視線方向を入力し、前記視線
方向から物体を見た時の画像を合成する例を第１図及び
第２図を用いて説明する。 第１図において、1120は例えば独自の座標系ｏ−ｘ−
ｙ−ｚで定義された第３図（Ａ）に例示する直方体2000
を記憶する３次元形状記憶手段、1080は例えば第３図
（Ｂ）に例示するＸ−Ｙ平面が画面2010となる独自の座
標系Ｏ−Ｘ−Ｙ−Z2020を持つ画像出力手段、1090は例
えば前記座標系Ｏ−Ｘ−Ｙ−Z2020において、第３図
（Ｃ）に例示する前記直方体2000を包含する３次元物体
2030を記憶する３次元物体記憶手段、1100は例えば第３
図（Ｄ）に例示する前記３次元物体2030の表面上に発生
させた３次元格子2040を記憶する３次元格子記憶手段、
1110は前記座標系ｏ−ｘ−ｙ−ｚと前記座標系Ｏ−Ｘ−
Ｙ−Z2020との例えば第３図（Ｅ）に例示する空間関係
で定まる基底変換 の変換行列を記憶する変換行列記憶手段である。 動作は、例えばマイクロプロセツサとメモリとで構成
された制御手段1200が３次元形状表示手段1130を起動し
て始まる。起動された上記３次元形状表示手段1130は前
記３次元物体記憶手段1090の内容が表す３次元物体と、
前記３次元格子記憶手段1100の内容が表す３次元格子の
記述を用いて前記画像出力手段1080の出画面2010に例え
ば第３図（Ｄ）に例示する３次元格子2040を表示させ
る。これに対応するのが、第２図における対象物表示30
10、３次元物体表示3020、３次元格子表示3030である。 上記３次元形状表示手段1130が処理を終えると前記制
御手段1200は画面内格子点指定手段1010を起動する。起
動された上記画面内格子点指定手段1010は、前記画像出
力手段1080に、例えばクロスカーソルを表示させること
により、上記画面内格子点指定手段1010が現存指してい
る格子点を使用者に知らせつつ、使用者の操作に従つ
て、例えば第３図（Ｄ）に例示する画面内の点Pc2050,P
v2060の座標値（Xc,Yc,Zc），（Xv,Yv,Zv）を算出し、
上記座標値（Xc,Yc,Zc），（Xv,Yv,Zv）を３次元座標値
記憶手段1020に書き込む。これに対応するのが、第２図
における格子点指示3040である。 上記画面内格子点指定手段1010が処理を終えると前記
制御手段1200は３次元ベクトル合成手段1030を起動す
る。起動された上記３次元ベクトル合成手段1030は、前
記３次元座標値記憶手段1020の内容が表す座標値（Xc,Y
c,Zc），（Xv,Yv,Zv）を用いて３次元ベクトルを合成し
上記３次元ベクトルを３次元合成ベクトル記憶手段1040
の内容として書き込む。これに対応するのが、第２図に
おける３次元ベクトル合成3050である。 上記３次元ベクトル合成手段1030が処理を終えると前
記制御手段1200は３次元合成ベクトル表示手段1140を起
動する。起動された３次元合成ベクトル表示手段1140
は、前記３次元合成ベクトル記憶手段1040の内容が表す
３次元ベクトルを前記画像出力手段1080の出力画面2010
に、例えば第３図（Ｄ）に例示する３次元ベクトル（X
p,Yp,Zp）2070のように表示させる。これに対応するの
が、第２図における３次元合成ベクトル表示3060であ
る。 上記３次元合成ベクトル表示手段1140が処理を終える
と、前記制御手段1200は座標変換手段1050を起動する。
起動された座標変換手段1050は前記変換行列記憶手段11
10の内容が表す基底変換行列Ｔと前記３次元合成ベクト
ル記憶手段1040の内容が表す３次元ベクトル（Xp,Yp,Z
p）2070から （xp yp zp）＝（Xp Yp Zp）Ｔ （式−２） なるベクトル（xp,yp,zp）を生成し、上記ベクトルを３
次元方向ベクトル記憶手段1060に書き込む。これに対応
するのが、第２図における座標変換3070である。 上記座標変換1050が処理を終了すると前記制御手段12
00は３次元形状投影手段1070を起動する。起動された３
次元形状投影手段1070は前記３次元形状手段1120の内容
が表す直方体を前記３次元方向ベクトル記憶手段1060の
内容が表す方向から眺めた時の画像を合成し、前記画像
出力手段1080に上記画像を表示させ、第２図ではこれに
対応する変換後画像出力3080の処理を行い、以上ですべ
ての処理を終了する。 その他の実施例−１ 前記実施例と同様なシステムで、対象物形状が大きす
ぎ、これを包含するような３次元物体を画面上に表示で
きない場合、もしくは対象物形状の内部から外部を見た
い場合には、第４図（Ａ）に例示するように前記対象物
形状に内包される３次元物体4000を用いる。 その他の実施例−２ 前記実施例と同様なシステムで、対象物形状を包含す
る３次元物体として、円柱を用いた例を第４図（Ｂ）に
示す。 その他の実施例−３ 前記実施例と同様なシステムで、対象物形状を包含す
る３次元物体として、球を用いた例を第４図（Ｃ）に示
す。 その他の実施例−４ 前記実施例と同様なシステムで、３次元格子中の格子
点を指定するとき、１点のみしか入力されなかつた場
合、３次元格子を表面に持つ３次元物体の中心または重
心を第２点として処理を行う。 その他の実施例−５ 前記実施例と同様なシステムで、３次元格子中の格子
点を指定するとき、１点のみしか入力されなかつた場
合、対象である３次元形状の中心または重心を第２点と
して処理を行う。 〔発明の効果〕 本発明によれば、見たい方向を直感的に画面上の情報
により指定することができ、かつその方向を座標変換前
に確認できるので、３次元方向ベクトルの入力を容易に
する効果がある。 例えば、対象物形状を包含する３次元物体として円柱
を用いた例では、あたかも展示会会場で様様な背の人が
いろいろな各角度から眺めたと同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例を示すブロツク図、第２図
は本発明の概略を示した説明図、第３図は実施例の動作
の説明図、第４図は他の実施例の説明図である。 1020……３次元座標値記憶手段、1030……３次元ベクト
ル合成手段、1080……画像出力手段、1090……３次元物
体記憶手段、1100……３次元格子記憶手段、1130……３
次元形状表示手段。
は本発明の概略を示した説明図、第３図は実施例の動作
の説明図、第４図は他の実施例の説明図である。 1020……３次元座標値記憶手段、1030……３次元ベクト
ル合成手段、1080……画像出力手段、1090……３次元物
体記憶手段、1100……３次元格子記憶手段、1130……３
次元形状表示手段。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭61−46565（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−222919（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−65368（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．ディスプレイ上の表示対象である３次元形状を内包
する、もしくは前記表示対象である３次元形状に包含さ
れる３次元物体を記憶する３次元物体記憶手段と、 前記３次元物体の表面上に発生させた３次元格子を記憶
する３次元格子記憶手段と、 画像を表示する画像出力手段と、 前記３次元物体記憶手段及び３次元格子記憶手段の内容
が表す前記３次元格子を前記画像出力手段に出力する３
次元形状表示手段と、 前記画像出力手段の出力画面に表示される前記３次元格
子の格子点を指定すると共に、現在指定している格子点
を表示する格子点指定手段と、 前記格子点指定手段により指定された格子点の３次元座
標値を記憶する３次元座標値記憶手段とを備え、 前記３次元形状表示手段により、前記表示対象である３
次元形状と共に出力画面に表示された前記３次元格子の
格子点のうち、前記格子点指定手段により指定された２
つの格子点の情報から３次元方向ベクトルを合成し、 前記３次元方向ベクトルを前記画像出力手段の出力画面
内に表示した後、視線変更後の画像を出力すること を特徴とする３次元方向ベクトル入力方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62000414A JP2713895B2 (ja) | 1987-01-07 | 1987-01-07 | ３次元方向ベクトル入力方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62000414A JP2713895B2 (ja) | 1987-01-07 | 1987-01-07 | ３次元方向ベクトル入力方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63168782A JPS63168782A (ja) | 1988-07-12 |
| JP2713895B2 true JP2713895B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=11473137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62000414A Expired - Lifetime JP2713895B2 (ja) | 1987-01-07 | 1987-01-07 | ３次元方向ベクトル入力方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2713895B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2623416B2 (ja) * | 1992-09-21 | 1997-06-25 | 松下電器産業株式会社 | ３次元図形処理装置 |
| JP2573785B2 (ja) * | 1993-02-22 | 1997-01-22 | 日本電気株式会社 | ３次元分子情報の表示における視線／光線方向変更装置 |
| JP5278927B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2013-09-04 | キヤノンマーケティングジャパン株式会社 | 情報処理装置、情報処理装置の制御方法、及びプログラム |
| CN110989886B (zh) * | 2019-11-29 | 2022-05-27 | 广州海格星航信息科技有限公司 | 基于空间地图的三维空间网格选取方法及装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60222919A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-07 | Fujitsu Ltd | 座標入力装置 |
| JPS6146565A (ja) * | 1984-08-13 | 1986-03-06 | Nec Corp | 三次元方向ベクトルの入力方式 |
| JPH0614336B2 (ja) * | 1984-09-07 | 1994-02-23 | 株式会社日立製作所 | 設計支援方法 |
-
1987
- 1987-01-07 JP JP62000414A patent/JP2713895B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63168782A (ja) | 1988-07-12 |
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