JP2882884B2

JP2882884B2 - 図形表示装置

Info

Publication number: JP2882884B2
Application number: JP3005744A
Authority: JP
Inventors: 道明久野; 招良佐藤
Original assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Current assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1999-04-12
Anticipated expiration: 2014-04-12
Also published as: JPH04238389A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３次元図形を液晶パネ
ル等に表示する図形表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図形表示装置は、例えば３次元の直交座
標ｘｙｚにおける関数ｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）を設定すると、
この関数によって示される３次元曲面を２次元の表示面
に投影して表示することができる。

【０００３】この際、図５に示すように、表示面１は、
３次元座標ｘｙｚ上において、ｘｙ平面上でのｘ軸から
の水平偏角θと、ｘｙ平面からｚ軸方向への仰角φとを
有する直線を法線とする平面によって構成される。そし
て、これら水平偏角θと仰角φは、任意に設定できるよ
うになっている。従って、図形表示装置は、３次元曲面
の各点の座標に基づき、Ｘ＝−ｘｓｉｎθ＋ｙｃｏｓθ （１）Ｙ＝−（ｘｃｏｓθ＋ｙｓｉｎθ）ｓｉｎφ＋ｚｃｏｓφ （２）の演算を行うことにより、この３次元曲面を表示面１上
の２次元座標ＸＹに投影し、これを表示することにな
る。

【０００４】また、３次元座標ｘｙｚには、図６に示す
ように、仮想的な立方体２が表示範囲として任意に設定
されるようになっている。即ち、３次元座標ｘｙｚにお
けるｘ_minからｘ_max、ｙ_minからｙ_max、ｚ_minからｚ_max
によって制限されるこの立方体２の内部の３次元曲面の
みが表示されることになる。また、表示面１には、立方
体２の重心Ｐの座標（ｘ₀，ｙ₀，ｚ₀）が２次元座標Ｘ
Ｙの中心の座標（Ｘ₀，Ｙ₀）に一致するように表示され
る。この結果、図形表示装置は、より正確には立方体２
の範囲内において３次元曲面の各点の座標に基づき、Ｘ＝−（ｘ−ｘ₀）ｓｉｎθ＋（ｙ−ｙ₀）ｃｏｓθ （３）Ｙ＝−（（ｘ−ｘ₀）ｃｏｓθ＋（ｙ−ｙ₀）ｓｉｎθ）ｓｉｎφ ＋（ｚ−ｚ₀）ｃｏｓφ （４）の演算を行い、この３次元曲面を表示面１に表示するこ
とになる。

【０００５】さらに、上記３次元曲面は、メッシュ表
示、等高線表示又は濃淡表示等によって表示面１に表示
される。メッシュ表示は、３次元曲面上に例えばｘ軸と
ｙ軸に沿って指定されたピッチΔｘ、Δｙごとに点をプ
ロットし、これらの各点をｘ軸とｙ軸方向に直線で結ん
で表示を行う方法である。等高線表示は、例えばｘｙ平
面をｚ軸に沿って指定されたピッチで移動させ、これら
のｘｙ平面が３次元曲面と交差する線を表示する方法で
ある。濃淡表示は、３次元曲面上の各点をその点の傾斜
が表示面１となす角度に応じた濃淡で表示する方法であ
る。

【０００６】上記図形表示装置により、関数

【０００７】

【数１】

【０００８】が示す３次元曲面をｘ_ｍｉｎ＝０、ｘ_max
＝１、ｙ_min＝０、ｙ_max＝１、ｚ_min＝０、ｚ_max＝１、
Δｘ＝０．２５、Δｙ＝０．２５、θ＝３０°、φ＝４
５°の条件でメッシュ表示した例を図７に示す。ここ
で、例えば３次元曲面上のＡ点の座標が（０．２５，
０．５０，０．４０）であるとすると、式（３）及び
（４）により、表示面１の２次元座標ＸＹ上では、座標
（０．１２５，０．０８）にこのＡ点が表示されること
になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の図形
表示装置は、上記のようにして表示された３次元図形上
のある点の座標を知りたい場合に、使用者がこれを個別
に計算して求める必要があった。また、この３次元図形
の表示されていない部分を見たい場合には、表示範囲を
再設定しなければならなかった。そして、このことは、
例えば３次元図形上のｘ軸に沿った各点の座標を順に表
示範囲の外側まで追って行くような場合に、使用者が各
点ごとの座標の計算を行いながら随時表示範囲の再設定
の操作を行わなければならないという不便を生じること
になる。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑み、３次元図形上
に表示したカーソルの座標を随時表示させると共に、カ
ーソル移動キーの操作により３次元図形上のカーソル又
は３次元図形の表示範囲を移動させることができる図形
表示装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の図形表示装置
は、３次元図形を設定された表示範囲で表示面に投影し
て表示する図形表示手段を備えた図形表示装置であっ
て、３次元図形上の指示点の座標に対応する表示面上の
点にカーソルを表示するカーソル表示手段と、３次元図
形の３次元座標軸若しくは任意の直線又は曲線のいずれ
かの座標軸を該指示点の移動方向として指示する、該座
標軸と対応付けて設けられたカーソル移動キーと、該カ
ーソル移動キーが操作された場合に、指示点を３次元図
形上で当該カーソル移動キーに対応する該座標軸に沿い
指定方向に適宜距離だけ移動させるカーソル移動手段
と、該カーソル移動手段が移動させた新たな指示点が３
次元図形の表示範囲を超えた場合に、新たな指示点が含
まれるようにこの表示範囲を移動させるスクロール手段
とを備えており、そのことにより上記目的が達成され
る。好ましくは、指示点の座標を選択により画面又は他
の表示手段に表示させる座標表示手段を構成する。

【００１２】

【作用】図形表示手段は、設定された表示範囲で３次元
図形を表示面に投影して表示する。表示する３次元図形
は、関数等の形で図形表示手段に入力される。また、３
次元図形の表示範囲の初期値は、自動的に又は操作によ
って適宜設定される。さらに、この３次元図形の表示面
への表示は、メッシュ表示、等高線表示又は濃淡表示等
によって行う。この表示面は、液晶パネルやＣＲＴディ
スプレイ等によって構成される。

【００１３】カーソル表示手段は、３次元図形上の指示
点の座標を表示すると共に、この指示点に対応する表示
面の点にカーソルを表示する。指示点の座標は、例えば
表示面の隅に数字で表示してもよいし、他の表示手段を
用いることもできる。指示点の初期値は、自動的に又は
操作によって適宜決定される。なお、表示する座標は、
直交座標上の座標に限らず、極座標（球座標）等の座標
であってもよい。また、ここでいうカーソルは、指示点
を示すための表示面上の印であり、任意の図形や記号等
からなる。

【００１４】カーソル移動キーは、３次元図形のいずれ
か１つの又は２以上の座標軸に対応してそれぞれ設けら
れた矢印キー等であり、その座標軸上の移動方向を指定
することができる。なお、移動距離は、キーを押す回数
やキーを押している時間等によって定めることができ
る。また、このカーソル移動キーが対応する座標軸は、
直交座標上のｘ軸等のように当該３次元座標上の基準と
なる座標軸に限らず、任意の直線又は曲線とすることも
できる。

【００１５】上記図形表示装置において、使用者がカー
ソル移動キーを操作すると、カーソル移動手段が指示点
を３次元図形で移動させる。そして、この移動は、当該
カーソル移動キーに対応する座標軸に沿って指定方向に
適宜距離だけの移動となる。即ち、このカーソル移動手
段は、指示点の直前の座標に基づき、カーソル移動キー
によって指定された方向に適宜定められた距離だけ移動
させた３次元図形上の座標を計算し、これを新たな指示
点の座標として設定する。このようにして指示点の座標
が再設定されると、上記カーソル表示手段によってこの
新たな指示点に対応した表示面上の点にカーソルが再表
示される。

【００１６】また、上記カーソル移動手段が移動させた
新たな指示点が３次元図形の表示範囲を超えた場合に
は、スクロール手段がこの表示範囲を移動させて、新た
な指示点を表示し得るようにする。即ち、スクロール手
段は、直前の表示範囲に基づき、新たな指示点を含むよ
うな範囲を計算し、これを新たな表示範囲として設定す
る。このようにして表示範囲が再設定されると、上記図
形表示手段によりこの新たな表示範囲について３次元図
形が表示面に再表示される。表示範囲の移動は、通常は
カーソル移動キーに対応する座標軸上の指定された方向
への移動となるが、新たな指示点が表示範囲に含まれる
のであれば、必ずしもこの方向に限定されない。また、
移動距離も、新たな指示点が表示範囲に含まれる限り適
宜定めることができる。

【００１７】この結果、本発明によれば、カーソル移動
キーを操作するだけで３次元図形上の任意の点の座標を
容易に表示させることができ、しかも、カーソルが表示
範囲を超えた場合には、自動的にこの表示範囲をカーソ
ルの方向に移動させることができる。

【００１８】

【実施例】本発明を実施例について以下に説明する。

【００１９】図１乃至図４は本発明の一実施例を示すも
のであって、図１は図形表示装置の動作を示すフローチ
ャート、図２は図形表示装置の構成を示すブロック図、
図３は座標表示モードの切り換え動作を示す液晶パネル
の平面図、図４はスクロール動作を示す液晶パネルの平
面図である。本実施例は、液晶表示装置を有する手帳型
の小型図形表示装置である。

【００２０】この小型図形表示装置は、ＣＰＵ４が制御
を行うコンピュータによって構成されている。ＣＰＵ４
には、ＲＯＭ５、ＲＡＭ６、キー入力装置７及び液晶表
示装置８が接続されている。ＲＯＭ５は、ＣＰＵ４が実
行するプログラムや固定データ等が格納された読み出し
専用の半導体記憶装置である。ＲＡＭ６は、このプログ
ラムの作業用に可変データ等が格納される読み書き可能
な半導体記憶装置である。即ち、ＲＡＭ６には、３次元
図形を示す関数ｆ，この３次元図形の表示範囲を示すｘ
_max〜ｚ_minの各値、表示角度を示す水平偏角θ及び仰角
φの各値、メッシュ表示のピッチを示すΔｘ及びΔｙの
各値、指示点の座標（ｘ_c，ｙ_c，ｚ_c）、並びに座標表
示モードの状態（フラグ）等が記憶される。

【００２１】キー入力装置７は、使用者が操作を行う上
下左右のカーソル移動キー７１〜７４、座標表示モード
キー７５及びその他の各種キー７６が設けられた入力装
置である。カーソル移動キー７１〜７４は、それぞれカ
ーソルに対応する指示点をｘ軸及びｙ軸に沿って両方向
に移動させるための操作キーである。また、座標表示モ
ードキー７５は、カーソルに対応する指示点の座標を表
示するモードと表示しないモードとを切り換えるために
操作キーである。さらに、各種キー７６は、テンキーや
機能キー等からなり、表示する３次元図形の関数を入力
したり表示範囲や表示角度等を設定するための操作キー
である。液晶表示装置８は、液晶パネル８１上に３次元
図形のメッシュ表示やカーソルの表示を行うための表示
装置である。

【００２２】上記構成の小型図形表示装置の動作を図１
のフローチャート並びに図２及び図３に基づいて説明す
る。ただし、この小型図形表示装置には、既に各種キー
７６の操作により関数ｆが入力され、ＲＡＭ６に記憶さ
れた表示範囲に従ってこの関数ｆの示す３次元図形Ｇが
液晶パネル８１に投影されて表示されているものとす
る。また、この液晶パネル８１には、ＲＡＭ６に記憶さ
れた指示点の座標（ｘ_c，ｙ_c，ｚ_c）に対応する液晶パ
ネル８１上の座標（Ｘ_c，Ｙ_c）にカーソルＣが表示され
ているものとする。

【００２３】図１に示すように、まずステップＳ１〜Ｓ
４において、上下左右のカーソル移動キー７１〜７４が
操作されたかどうかを判断する。そして、これらがいず
れも操作されていない場合には、座標表示モードキー７
５が操作されたかどうかを判断する（ステップＳ５）。
座標表示モードキー７５が操作されていない場合には、
各種キー７６が操作されたかどうかを判断し（ステップ
Ｓ６）、この各種キー７６も操作されていない場合に
は、再びステップＳ１に戻り上記キー入力待ち処理を繰
り返す。また、各種キー７６が操作された場合には、そ
のキーに応じた処理を実行した後に（ステップＳ７）、
再びステップＳ１からのキー入力待ち処理に戻る。

【００２４】上記ステップＳ５において座標表示モード
キー７５が操作されていた場合には、現在のモードが座
標表示モードかどうかを判断する（ステップＳ８）。こ
の座標表示モードは、ＲＡＭ６に記憶された座標表示モ
ードの状態を参照することにより判断することができ
る。ここで、座標表示モードでなかった場合には、ＲＡ
Ｍ６の記憶内容を書き換えることにより座標表示モード
に設定した後に（ステップＳ９）、図３の液晶パネル８
１ｂに示すように左下隅にカーソルＣに対応する指示点
の座標を表示して（ステップＳ１０）、ステップＳ１か
らのキー入力待ち処理に戻る。また、既に座標表示モー
ドになっていた場合には、ＲＡＭ６の記憶内容を書き換
えてこの座標表示モードを解除した後に（ステップＳ１
１）、ステップＳ１からのキー入力待ち処理に戻る。す
ると、図３の液晶パネル８１ａに示すように、座標の表
示が消去される。

【００２５】上記ステップＳ１において上向きのカーソ
ル移動キー７１が操作されていた場合には、ＲＡＭ６に
記憶された指示点の座標（ｘ_c，ｙ_c，ｚ_c）におけるｙ
軸成分ｙ_cの値にピッチΔｙを加算する（ステップＳ１
２）。また、下向きのカーソル移動キー７２が操作され
ていた場合には、このｙ軸成分ｙ_cの値からピッチΔｙ
を減算する（ステップＳ１３）。さらに、左向きのカー
ソル移動キー７３が操作されていた場合には、指示点の
座標におけるｘ軸成分ｘ_cの値にピッチΔｘを減算する
（ステップＳ１４）。また、右向きのカーソル移動キー
７４が操作されていた場合には、このｘ軸成分ｘ_cの値
からピッチΔｘを加算する（ステップＳ１５）。そし
て、これらステップＳ１２乃至Ｓ１５のいずれかの処理
が実行されると、ｘ_c及びｙ_cの値からＲＡＭ６に記憶さ
れた関数ｆに基づいてｚ_cを算出することにより、新た
な指示点の座標（ｘ_c，ｙ_c，ｚ_c）を再計算する（ステ
ップＳ１６）。

【００２６】上記再計算が完了すると、新たな指示点の
座標（ｘ_c，ｙ_c，ｚ_c）がＲＡＭ６に記憶された表示範
囲ｘ_max〜ｚ_minの範囲内かどうかを判断する（ステップ
Ｓ１７）。そして、表示範囲内であった場合には、それ
までのカーソルＣを消去して、前述の式（３）及び
（４）により新たな指示点の座標（ｘ_c，ｙ_c，ｚ_c）に
基づく液晶パネル８１上のカーソルＣの座標（Ｘ_c，
Ｙ_c）を再計算して表示する（ステップＳ１８）。しか
し、表示範囲を超えていた場合には、まず操作されたカ
ーソル移動キー７１〜７４に応じて表示範囲のｘ_max及
びｘ_min、又はｙ_max及びｙ_minをΔｘ又はΔｙだけ加減
算して書き換えると共に、指示点の座標のｚ軸成分も表
示範囲内となるように必要に応じてｚ_max及びｚ_minを適
宜加減算して書き換え、この表示範囲を移動させる（ス
テップＳ１９）。また、引き続いて新たな表示範囲に基
づき３次元図形Ｇを液晶パネル８１に再表示した後に
（ステップＳ２０）、ステップＳ１８に移行する。

【００２７】例えば図４の液晶パネル８１ｃに示すよう
に、ｘ_maxが０．１８、ｘ_minが０．０６の表示範囲で３
次元図形Ｇが表示されていたとする。また、カーソルＣ
に対応する指示点の座標は、（０．１８，０．０４，
０．０３）であり、３次元図形Ｇの表示範囲の右端にあ
るものとする。なお、ピッチΔｘは、０．０２である。
ここで、右向きのカーソル移動キー７４を操作すると、
ステップＳ１５及びＳ１６の処理により指示点の座標が
（０．２０，０．０４，０．０５）となって、図４の液
晶パネル８１ｄに示すように、この指示点が表示範囲か
ら外れることになる。そこで、上記ステップＳ１９及び
Ｓ２０の処理により表示範囲をｘ軸に沿って右側に移動
させてｘ_maxを０．２０、ｘ_minを０．０８にし、これに
基づいて３次元図形Ｇを再表示させると、図４の液晶パ
ネル８１ｅに示すように、新たなカーソルＣが表示範囲
の右端に表示されるようになる。なお、この場合には、
ｚ軸成分の変化が僅かなため、表示範囲のｚ軸方向への
移動は不要であった。

【００２８】上記のようにしてカーソル移動キー７１〜
７４の操作によりカーソルＣが移動すると、再度現在の
モードが座標表示モードかどうかを判断する（ステップ
Ｓ２１）。そして、座標表示モードであった場合には、
上記ステップＳ１０に移行して新たな指示点の座標を表
示した後にステップＳ１からのキー入力待ち処理に戻
る。また、座標表示モードでなかった場合には、そのま
まステップＳ１からのキー入力待ち処理に戻る。

【００２９】この結果、本実施例の小型図形表示装置に
よれば、カーソル移動キー７１〜７４の操作によって３
次元図形Ｇ上に表示されたカーソルＣの位置を任意に移
動させることができ、このカーソルＣが表示範囲を超え
た場合には、自動的に３次元図形Ｇをスクロールさせる
ことができる。また、座標表示モードに設定することに
より、カーソルＣに対応する指示点の座標を表示させ、
このカーソルＣの移動に伴い随時更新させることができ
るようになる。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の図形表示装置によれば、数字キー等の入力によること
なく、直観的なカーソル移動キーの操作によってカーソ
ルを移動させ、３次元図形上の任意の点の座標を表示さ
せたり表示範囲を移動させることが可能となり、使用者
の操作の負担を軽減することができるようになる。ま
た、３次元図形上の指示点をカーソル移動キーの操作で
所望の座標軸に沿って移動させることができ、指定した
方向に移動する指示点に対応するカーソルを３次元図形
上に表示して指示点の移動の様子を確認することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の動作を示すフローチャート
である。

【図２】その実施例の構成を示すブロック図である。

【図３】その実施例における座標表示モードの切り換え
動作を示す液晶パネルの平面図である。

【図４】その実施例におけるスクロール動作を示す液晶
パネルの平面図である。

【図５】図形表示装置における３次元座標と表示面との
関係を示す図である。

【図６】図形表示装置における３次元座標上の表示範囲
と表示面との関係を示す図である。

【図７】図形表示装置における３次元曲面の表示例を示
す表示面の平面図である。

【符号の説明】

１表示面７１〜７４カーソル移動キー８１液晶パネル（表示面）Ｇ３次元図形Ｃカーソル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０６Ｔ 17/40 Ｇ０９Ｇ 5/36 ５１０ＶＧ０９Ｇ 5/36 ５１０Ｇ０６Ｆ 15/62 ３５０Ｋ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G09G 5/08 G06F 3/033 380 G06F 3/14 360 G06F 3/153 320 G06T 17/40 G09G 5/36 510

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元図形を設定された表示範囲で表示面
に投影して表示する図形表示手段を備えた図形表示装置
であって、３次元図形上の指示点の座標に対応する表示面上の点に
カーソルを表示するカーソル表示手段と、３次元図形の３次元座標軸若しくは任意の直線又は曲線
のいずれかの座標軸を該指示点の移動方向として指示す
る、該座標軸と対応付けて設けられたカーソル移動キー
と、該カーソル移動キーが操作された場合に、指示点を３次
元図形上で当該カーソル移動キーに対応する該座標軸に
沿い指定方向に適宜距離だけ移動させるカーソル移動手
段と、該カーソル移動手段が移動させた新たな指示点が３次元
図形の表示範囲を超えた場合に、新たな指示点が含まれ
るようにこの表示範囲を移動させるスクロール手段とを
備えている図形表示装置。
【請求項２】前記指示点の座標を選択により画面又は他
の表示手段に表示させる座標表示手段を有する請求項１
記載の図形表示装置。