JP2872854B2 - 図形処理方法及びその装置 - Google Patents

図形処理方法及びその装置

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JP2872854B2
JP2872854B2 JP4062164A JP6216492A JP2872854B2 JP 2872854 B2 JP2872854 B2 JP 2872854B2 JP 4062164 A JP4062164 A JP 4062164A JP 6216492 A JP6216492 A JP 6216492A JP 2872854 B2 JP2872854 B2 JP 2872854B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCADシステム等の図形
処理装置に係り、特に、補助線方式を採用する図形処理
装置とその図形処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の補助線(下書き線ともいう)方式
を採用した図形処理に関するものとして、特開昭60−
251422号公報,特開昭63−253471号公報
記載のものがある。前者は、水平,垂直の補助線を自動
的に発生させるものである。後者は、既に描かれた図形
線の特徴点(直線の端点や円の中心点)に水平,垂直の
補助線を自動的に発生させるものである。図形線は、補
助線上に有限区間(例えば当該補助線と交差する他の2
つの補助線との交点で限定される区間)に渡って描かれ
る。また、市販されてるCADシステムでは、補助線を
自動的に発生させるのではなく、任意の補助線(直線の
他に円も含む。)をコマンド入力して発生させ、その補
助線上に図形線を発生させるものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の補助線方式のC
ADシステムでは、補助線を発生させるのに次の様な問
題がある。第1に、任意の補助線(水平,垂直の直線の
他に、任意角度の直線及び円)を発生させるために数多
くのコマンドを準備しなければならないので、これらの
操作方法をオペレータに習熟させるのに長時間を要する
という問題がある。
【0004】第2に、補助線は発生に際して他の補助線
に関連付けされるが、一旦補助線が生成されると、平行
関係等の簡単な関係以外の関係は失われてしまうので、
補助線間の関係をオペレータが記憶していないと、補助
線を変更したときこれに関連して他のどの部分を変更す
ればよいか判らなくなってしまうという問題がある。
【0005】第3に、補助線は表示画面の全面に渡って
表示されるので、数が多くなると輻輳して相互の識別が
困難になるという問題がある。
【0006】
【0007】本発明の目的は、補助線間の関係を意識す
ることなくいずれかの補助線の変更を行って図形線の変
更をしたときこれに関連する補助線も連動して変更させ
図形の整合性を保ったまま変形させることのできる図形
処理装置および図形処理方法を提供することにある。
【0008】
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は、補助線を利
用して図形線を生成する図形処理において、複数の補助
線が関係付けられて発生されたとき該関係をメモリに格
納しておき、いずれかの補助線の幾何学的位置が変更さ
れたとき該補助線と関係のある補助線も前記関係に基づ
き連動して変更し、前記補助線の幾何学的位置の変更を
所定時間周期で行い該補助線上の図形線を動的に表示す
ことで、達成される。
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【作用】 補助線間の関係をメモリに格納しておくので、
いずれかの補助線が変更されたときこのメモリを探索す
ることで、補助線間の関係が判る。このため、この関係
に従って関連する補助線を連動させて変化させることが
可能となる。
【0014】
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。本発明の図形処理装置(CAD)はコンピュー
タシステムでなり、メモリ内に各種のパラメータリスト
やテーブルを備え、これらのリスト,テーブルを参照し
ながら、中央処理装置が図形データを処理する。
【0016】図2は、補助線(点も補助線の一種とす
る。)を発生させる各種コマンド群を例示したものであ
り、上段は点を発生させる各種コマンド、中段は線を発
生させる各種コマンド、下段は円を発生させる各種コマ
ンドである。例えば、コマンドコードI-1は既存の2直
線の交点として点を発生させるコマンドであり、コマン
ドコードII-3は、点を通り円に接する直線を発生させる
コマンドであり、コマンドコードIII-3は、2直線に接
する半径vの円を発生させるコマンドである。一般の図
形は、点,直線,円の組み合せで表現でき、2次曲線や
自由曲線が必要な場合も、原理的には点,直線,円の組
み合せで表現できる。従来は、この図2自体をメニュー
画面に表示し、オペレータにコマンド入力を選択させて
いたが、この様にコマンドの種類が多いと、かえって操
作性を阻害するため、本実施例では、この図2のコマン
ドはメニューとしては表示しない。
【0017】図1は、本発明の一実施例に係る図形処理
装置の表示画面に表示されるメニュー画面構成図であ
る。特徴的な所は、メニューA1(点の発生),B1
(線の発生),C1(円の発生)のメニューであり、本
実施例では、基本的にこの3つのメニューの選択にて各
種形状の図形を生成する。図9は、本実施例の特徴に係
るコマンドパラメータリストであり、オペレータが上記
の3つのメニューを選択したとき、装置がこのリストを
参照しながらオペレータの入力操作手順を分析し、オペ
レータの意図が図2のいずれのコマンドコードを選択し
たのかを判断し、そのコマンドコードによる補助線を描
画する。
【0018】図9において、カラム“CC”は、図2の
コマンドコードを示している。カラム“CD”は、発生
する補助線の種別コードであり、“1”は「直線」、
“2”は「円」、“3”は「点」を夫々意味する。カラ
ム“V”は「数値」,カラム“P”は「点」,カラム
“L”は「直線」,カラム“C”は「円」を表し、補助
線発生コマンドの処理に必要な入力数を意味する。例え
ばコマンドコードI-1(2直線の交点を発生するコマン
ド)を実行するためには、直線2本を入力する必要があ
る。このため、カラム“L”に“2”が記入してある。
コマンドコードIII-3を実行するには、数値(半径の
値)入力と2直線の入力が必要であり、このため、カラ
ム“V”に“1”が、カラム“L”に“2”が記入して
ある。
【0019】逆に、直線2本が入力され、図1のメニュ
ーで「点」を発生させるメニューA1が選択された場
合、図9をテーブルサーチすることで、コマンドコード
I-1が検出される。すなわち、その2直線の交点を求め
ることと解釈できる。また、数値1つと2直線が入力さ
れ、「円」発生させるメニューC1が選択された場合に
は、コマンドコードIII-3が検出される。従って、図2
のコマンドコードをメニュー表示しなくても、オペレー
タの入力したデータと、図1のメニューA1,B1,C
1のいずれか選択されたかにより、どのような補助線を
引けばよいかが一義的に定まる。
【0020】今仮に、オペレータが作成を意図する図形
が図3に示す図形であったとする。図3に示す数値は、
図形の寸法である。この図形を補助線方式の図形処理装
置で作図する場合、2段階に分けて行う。第1段階で
は、図4に点線等で示す様に、点g,h,i,k,f,
jと、直線r,p,q,nと、円mを補助線として発生
させる。次の第2段階で、図5に実線で示すように、図
形線を発生させる。
【0021】図4に示した補助線を、図1のメニューを
使って発生(表示)させるまでの手順を以下に説明す
る。図10は、以下に説明する操作をまとめた図であ
る。
【0022】(1)点hの発生:オペレータは、キーボ
ード等から点hの座標(図3参照)の値(120,8
0)を入力する。そして、マウスカーソルを図1のメニ
ューA1に合わせ、マウスボタンをクリックする。装置
側は、メニューA1のクリックにより「点」の発生処理
であることを識別できる。そこで、図9のカラム“C
D”で「点」の種別コード“3”の範囲をサーチする。
このサーチにより、数値入力があるのはコマンドコード
I-4だけなので、装置はこのコマンドコードI-4を検出
し、座標値が与えられている位置に「点」を発生させる
モジュールを呼び出し、それを実行して「点」hを発生
させる。
【0023】(2)水平直線rの発生:オペレータは点
hをマウスにてピックし、次に、メニューB1をクリッ
クする。装置は、メニューB1のクリックにより「直
線」の発生処理であることを識別できるので、図9のカ
ラム“CD”で「直線」の種別コード“1”の範囲をサ
ーチし、コマンドコードII-2を検出する。そして、指定
された点を通り水平な直線を発生するモジュールを呼び
出して実行し、直線rを発生させる。
【0024】(3)垂直直線pの発生:オペレータは、
点hをマウスにてピックし、メニューB1をクリックす
る。これにより上記(2)と同様にして水平の直線pが
前記の水平直線rに重ねて発生する。
【0025】(4)次に、オペレータは、メニューF1
をクリックする。F1は、交代コマンドであって、同一
の入力操作に対して異なるコマンドを処理させるための
ものである。図9のカラム“AC”には交代コマンドコ
ードII-5が指定されている。コマンドII-5は、点を通り
垂直な直線を発生するモジュールであり、このモジュー
ルが実行されることで、前記の水平の直性pが垂直直線
pとなる。
【0026】同一の入力操作に対して複数のコマンドを
対応させることは上記の例の他に各種考えられるが、メ
ニューF1をクリックすることで処理可能である。
【0027】(5)水平直線nの発生:オペレータは、
直線rからの距離を数値データ“100”(図3参照)
を入力し、水平直線rをピックし、メニューB1をクリ
ックする。これにより、装置は、図9のカラム“CD”
で「直線」の種別コード“1”の範囲をサーチする。今
の場合、数値入力数Vが“1”で、直線の指定入力数L
が“1”のため、コマンドコードII-4が検出される。そ
こで、直線rに対して距離“100”の位置に平行線を
発生させるモジュールを実行して水平直線nを発生す
る。
【0028】(6)垂直直線qの発生:オペレータは、
垂直直線pからの距離を数値データ“150”(図3参
照)を入力し、直線pをピックし、メニューB1をクリ
ックする。これにより、(5)と同様にして、垂直直線
qが発生する。
【0029】(7)点gの発生:オペレータは、直線n
と直線pをマウスでピックし、メニューA1をクリック
する。装置は、図9のカラム“CD”で「点」の種別コ
ード“3”の範囲をサーチし、L=2であることから、
コマンドコードI-1を検出する。これにより、2直線
n,pの交点gが発生する。
【0030】(8)点iの発生:直線rと直線qをピッ
クし、メニューA1をクリックすることで、(7)と同
様に、点iが2直線r,qの交点として発生する。
【0031】(9)点kの発生:上記の(7)と同様
に、2直線q,nの交点として発生する。
【0032】(10)円mの発生:円の半径“40”を
数値データとして入力し、中心点kをピックし、メニュ
ーC1をクリックする。メニューC1のクリックで
「円」の発生処理であることが判るので、図9のカラム
“CD”で「円」の種別コード“2”の範囲をサーチす
る。今の場合、V=1,P=1に該当するので、コマン
ドコードIII-5が検出され、点kを中心として半径40
の円を発生するモジュールが呼び出されて実行され、円
mが発生する。
【0033】(11)点fの発生:直線nと円mをピッ
クし、メニューA1をクリックする。図9のカラム“C
D”で「点」の種別コード“3”の範囲をサーチする
と、今の場合、L=1,C=1に該当するのでコマンド
コードI-3が検出される。これにより、直線と円の交点
を発生するモジュールが呼び出されて実行され、点fが
発生する。
【0034】(12)点jの発生:上記の(11)と同
様に、直線qと円mとの交点として発生する。
【0035】以上説明したように、補助線の発生に必要
なメニューは本実施例では、基本的に図1のA1,B
1,C1の3つにすぎない。実際のCADシステムで
は、補助線の発生方法は上記の例以外に数多く考えられ
る。本実施例の方法では、それらの発生方法に対応した
コマンドを図9に登録しておけば良いのであって、メニ
ューの数を増加する必要はない。また、同一の入力操作
に対して複数のコマンド処理が対応する場合には、交代
コマンドを設けることで(実施例におけるメニューF
1)対処できる。
【0036】実際の製図作業では、水平線や垂直線を描
くことが多いので、上述の様に、垂直な補助線を水平補
助線から交代コマンドで発生させるのは実用的でない。
そこで、実際には、図1のメニューD1,E1に示す様
に、垂直線,水平線の選択メニューを設けるのがよい。
【0037】次に、図4の様に引いた補助線を利用し
て、図5に示す図形線を発生(表示)させる方法を説明
する。例えば、図5に示す図形線aを発生させる場合に
は、補助線nを点fと点gの間でピックし、図1のメニ
ューC2をクリックする。この入力操作に対して当該コ
マンドを処理するモジュールが働き、補助線n上の点f
と点gを境界とする区間に図形線aが発生される。同様
の操作により、図形線b,c,d,eが発生される。
【0038】図形線を発生させる別の方法について説明
する。この実施例では、図1に示すメニューD2を使用
する。メニューD2は、図4において補助線としての点
f,g,h,i,jが未発生の場合に有効である。図形
線a,b,c,d,eを発生させるために、補助線n,
p,r,q,m,nを連続してピックし、メニューD2
をクリックすると、装置が自動的に補助線間の交点の位
置を計算して交点を発生させながら図形線を発生する。
【0039】図形線を発生させる更に別の方法について
説明する。この場合には、図1のメニューE2とF2を
使用する。例えば図形線bを発生させる場合、次の2段
階で行う。この方法も、交点が未発生の時に有効であ
る。第1段階では、補助線n,rをピックし、メニュー
E2をクリックする。この2本の補助線n,rは、境界
設定用としてシステム内に記憶される。第2段階で、補
助線pをピックし、メニューF2をクリックする。この
とき、補助線pと境界の補助線n,rとの交点計算を行
い、交点を発生させながら図形線bを発生させる。
【0040】上記のいずれの方法で発生させた図形線で
あっても、図11に例示する様に、図形の位相的な構造
をデータ構造として持ちこれをメモリに格納する。図1
1において、カラム“ID”は、発生した図形線の識別
番号を示し、カラム“RID”は、図形線が載っている
補助線の識別番号である。従って、図形線が直線なのか
円なのかは、それが載っている補助線の識別番号から判
定することができる。カラム“PS”は、図形線の始点
の識別番号を示し、カラム“PE”は図形線の終点の識
別番号である。
【0041】図12は、本発明の重要な構成要素である
補助線のデータ構造を示す図である。図12において、
カラム“ID”は発生した補助線の識別番号であり、図
4に記入してものである。カラム“CD”は補助線の種
別コード、カラム“CC”は補助線発生のコマンドコー
ド、カラム“RID”は入力操作時にピックした補助線
の識別番号、カラム“V”は入力した座標値の数値デー
タである。図10に示した操作順序で発生した各補助線
は、図12に示すデータ構造でメモリに保存される。
【0042】例えば、点fはコマンドI-3により直線n
と円mの交点として得られたものであることがこのデー
タ構造から判る。直線と円の交点は、一般に2点発生す
るが、入力操作時のピック位置が近い方の交点を選択す
る。その交点が直線(向きも定義されている。)の前方
のものか後方のものであるかを図12のカラム“SC”
に記憶しておく。前方であれば“1”、後方であれば
“2”とする。
【0043】発生した補助線の関係は、ネットワーク図
に表してみると明瞭になる。図6は、図12の補助線の
関係ネットワーク図である。オペレータが補助線nをピ
ックして補助線rとの距離を“100”から“200”
に変更する操作をしたとする。この変更操作により、図
12の補助線nのカラム“V”の値は“200”に変更
される。そして、次に、図6から判るように、補助線n
に関連する補助線として点g,点k,円m,点f,点j
と順次再計算されて行き、補助線n以外は相互関係を保
持して変形されることになる。しかし、場合によって
は、当該補助線の変更に際して、それ以降の補助線を連
動して変更したくない場合もある。そこで、補助線の変
更に際し、以降の補助線を連動して変更するかしないか
の選択を可能にするのがよい。そこで、本実施例では、
図1のメニューB3,C3を設けている。メニューB3
をクリックしてある状態で補助線を変更すると、当該補
助線のみの変更となり、メニューC3をクリックしてあ
る状態で変更すると、その変更した補助線と関係する補
助線群が連動して変更される。
【0044】点iは、直線rと直線qの交点として発生
したものであり、その結果は、図12に反映されてい
る。その座標値は(270,80)である。この点iを
ピックして、続いてメニューD3をクリックすると、点
iはそれがどのような関係付操作によって発生したかに
関わらず、座標値(270,80)を有する独立の点に
変更される。即ち、図12の欄外に示したように、コマ
ンドコードはI-4に変更され、カラム“RID”は空欄
となり、カラム“V”に座標値が記入される。従って、
直線r,qが変更されても、点iは不動のままとなる。
【0045】機械構造要素の一つであるリンク機構を設
計したとき、そのリンク機構の実際の動作を画面上でア
ニメーションにより検証したいときがある。これを実現
するには、上述した補助線の変更を時間的に連続的に行
ってやればよい。そこで、本実施例では、図12のカラ
ム“V”の数値を時間の関数として自動的にCADシス
テム内で変更することでアニメーション動作を実現す
る。これを指定するのが、カラム“RF”である。カラ
ム“RF”の番号は、夫々時間の関数として、図7に示
す様に、任意に定義して登録することができる。関数1
は、図形の高さ“100”を時間の関数として図7のR
F1のように変化させる。関数2は、図形の幅“15
0”をRF2の様に変化させる。関数3は、円の半径
“40”をRF3の様に変化させるものである。以上の
様に、予め時間関数を図12のカラム“RF”に設定し
ておき、メニューA3をピックすると、一定時間刻み毎
に各関数値が計算され、カラム“V”の値を変更するの
で、図12に格納された関係の補助線や、図11に格納
された図形線が繰り返し変更され、結果としてアニメー
ションが得られる。図12に示されるデータ構造は、図
形の「関係付けされた」幾何学的な構造を示すものであ
る。
【0046】補助線方式のCADシステムでは、予め補
助線を発生させておくため、複雑な図形の場合、補助線
が込み合って見難くなる。このため、補助線を表示した
り、非表示としたり、その切替制御できることが望まし
い。図1のメニューE3は、全ての補助線を同時にディ
スプレイ上から消去したり、再表示したりすることを制
御するもので、消去した場合は、図形線のみがディスプ
レイ上に残る。また、補助線はその上に図形線が生成さ
れると不要になることが多い。そこで、メニューF3は
これを制御するもので、F3をピックして非表示モード
にしておくと、図形線が補助線上に発生したとき当該補
助線を自動的にディスプレイ上から消去する。このよう
な制御状態は、フラグとして図12のカラム“F”に記
録される。
【0047】補助線は、通常、直線ならば無限長(ディ
スプレイの表示エリアに限定される。)であり、円であ
れば全円周が表示される。しかし、場合によっては、有
限区間のみを表示したい場合がある。メニューE4はこ
れを制御するものである。図8において、補助線の表示
区間をパラメータT1,T2で定義するものとし、図1
のメニューE4を使ってこの値を設定する。すなわち、
対象補助線をピックしてメニューE4をピックすると、
当該補助線をピック位置から切断して消去する。同時に
ピック位置のパラメタ値T1あるいはT2が計算され
て、図12のカラム“T1”あるいは“T2”に格納さ
れる。補助線を無限長あるいは全円周について再表示す
る必要のある場合には、対象補助線とメニューF4をピ
ックすれば良い。このときカラム“T1”,“T2”は
リセットされる。
【0048】補助線相互の関係は、図6に例示したよう
に複雑となり、オペレータにとっても全体を把握できな
くなる。この関係を確認するために、図1のメニューA
4を設けている。即ち、対象補助線(例えばn)をピッ
クして、メニューA4をクリックすると、当該補助線の
発生時に関係した補助線群(例えばh,r)をハイライ
ト表示したり、カラム“V”の数値を表示したり、ある
いは、当該補助線の変更によって影響を受ける補助線群
をハイライト表示して、オペレータに関係補助線の範囲
を知らせることができる。
【0049】図12の補助線のデータ構造は、点,直
線,円等が相対的な関係を保持していることに特徴があ
る。これは設計図面が「寸法」という相対的な関係で表
現されていることと同じである。しかし、実行時に、図
12の関係から、コマンド処理の都度、補助線の式を計
算し直していたのでは時間がかかる。このため、図12
には当該補助線の種別(点,直線,円)に応じて座標値
や方程式を格納しておくことがある。また、補助線,図
形線のデータ構造は本実施例の様な表形式のものに限ら
ないのであって、セル構造としたり、言語形式とするこ
とも可能である。以上述べた実施例によれば、以下の効
果を奏する。補助線の発生時には、オペレータの入力操
作を解析して自動的に処理内容を判断するので、メニュ
ーの数が少なくて済む。従って、習熟に時間を要しない
と言う利点がある。また、同一の入力操作に対して、複
数の補助線発生方法が対応する場合には、交代コマンド
によってワンタッチで各発生方法を切替ることができ、
操作性が良くなる。
【0050】補助線間には、オペレータの意図した関係
付けがなされていて、且つ無制限の深さレベルまで保持
されているから、一部の補助線の関係を変更すると、当
該補助線以外はオペレータの意図した関係を保持したま
ま自動的に変更される。また、図形線は、この補助線上
に発生している結果として、図形線も常に整合性を保っ
て変更される。
【0051】また、この関係を時間的な関数として表す
ことができるので、アニメーションのように図形を動的
に変化させることができ、しかもそれによって図形の整
合性が崩れることがない。更に、この関係を必要に応じ
て切断することができるので、変更の及び範囲を制御す
ることができる。更にまた、補助線間の関係がオペレー
タによって不明となった場合には、関係する補助線群を
ハイライト表示等で区別化して表示するので、関係を容
易に思い出すことができる。
【0052】また、補助線を必要に応じて自動的に消去
したり、再表示することができるので、輻輳して補助線
や図形線の識別が困難になるということがない。更に、
補助線の長さを自由に調整することによっても、輻輳を
防止できる。
【0053】
【発明の効果】本発明によれば、少ないメニュー画面で
多彩な補助線の生成ができるので、操作性や習熟性に優
れ、しかも補助線間の関係を保持したまま図形の変更が
できるので、目的とする図形の生成が短時間にでき、使
い勝手が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る図形処理装置のメニュ
ー画面図である。
【図2】補助線発生のコマンド例を示す図である。
【図3】作成する図形例を示す図である。
【図4】図3の図形を作成するときの補助線を示す図で
ある。
【図5】図4の補助線を使用して発生させた図形線を示
す図である。
【図6】補助線間の関係付けを示すネットワーク図であ
る。
【図7】補助線間を関係付けする関数例である。
【図8】補助線を有限長さで表示するときの説明図であ
る。
【図9】入力操作から補助線発生コマンドコードを検索
するテーブル構成図である。
【図10】図5に示す補助線群を発生させるときの操作
の一覧図である。
【図11】図形線のデータ構造図である。
【図12】補助線のデータ構造図である。
【符号の説明】
a,b,c,d,e…図形線、f,g,h,i,j,k
…補助線(点)、m…補助線(円)、n,p,q,r…
補助線(直線)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−236364(JP,A) 特開 平4−14183(JP,A) 特開 昭60−181977(JP,A) 特開 平2−37473(JP,A) 特開 平4−358284(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 11/00 - 13/00 G06F 17/50

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンピュータと入出力装置とにより構成
    され、補助線を利用して図形線を生成する図形処理装置
    において、複数の補助線が関係付けられて発生されたと
    き該関係をメモリに格納しておく手段と、補助線の幾何
    学的位置が変更されたとき該補助線と関係のある補助線
    も前記関係に基づき連動して変更する手段と、前記補助
    線の幾何学的位置の変更を所定時間周期で行い該補助線
    上の図形線を動的に表示する手段とを備えることを特徴
    とする図形処理装置。
  2. 【請求項2】 補助線を利用して図形線を生成する図形
    処理方法において、複数の補助線が関係付けられて発生
    されたとき該関係をメモリに格納しておき、いずれかの
    補助線の幾何学的位置が変更されたとき該補助線と関係
    のある補助線も前記関係に基づき連動して変更し、前記
    補助線の幾何学的位置の変更を所定時間周期で行い該補
    助線上の図形線を動的に表示することを特徴とする図形
    処理方法
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