JP2968209B2 - 三次元グラフィックス編集装置および方法 - Google Patents
三次元グラフィックス編集装置および方法Info
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- Image Generation (AREA)
- Controls And Circuits For Display Device (AREA)
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】この発明は三次元グラフィッ
クス編集技術に関する。
クス編集技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の二次元グラフィックス編集装置
(プログラム)には、ピクセルの集合を指定して色等の
表示属性を指定していくものと、線、円、楕円、多角形
等のグラフィック要素を指定していくものとがある。前
者の手法では、ユーザは鉛筆、筆、スプレー、消しゴム
等を模した描画ツールを用い、画面の領域を指定してそ
の領域のピクセルの表示属性を変更して描画またはその
消去を行っていく。これに対し、後者の手法では、ユー
ザは、ピクセル自体ではなく、線等のグラフィック要素
とその表示位置とを特定する。すなわち、グラフィック
要素ごとに、グラフィック要素を構成するピクセルの位
置を計算するアルゴリズムが準備されている。そしてグ
ラフィック要素とその表示位置とを特定すると、表示属
性を変更するピクセル位置が計算され、そのグラフィッ
ク要素が描画される。
(プログラム)には、ピクセルの集合を指定して色等の
表示属性を指定していくものと、線、円、楕円、多角形
等のグラフィック要素を指定していくものとがある。前
者の手法では、ユーザは鉛筆、筆、スプレー、消しゴム
等を模した描画ツールを用い、画面の領域を指定してそ
の領域のピクセルの表示属性を変更して描画またはその
消去を行っていく。これに対し、後者の手法では、ユー
ザは、ピクセル自体ではなく、線等のグラフィック要素
とその表示位置とを特定する。すなわち、グラフィック
要素ごとに、グラフィック要素を構成するピクセルの位
置を計算するアルゴリズムが準備されている。そしてグ
ラフィック要素とその表示位置とを特定すると、表示属
性を変更するピクセル位置が計算され、そのグラフィッ
ク要素が描画される。
【0003】前者の手法では、描画の自由度が増し、扱
いやすいという利点がある。後者の手法では、正確にグ
ラフィック要素を描画できるという利点がある。ただ
し、後者の手法では、ユーザは表示属性を変更する領域
自体を直接に指定できないため、操作が煩雑である。
いやすいという利点がある。後者の手法では、正確にグ
ラフィック要素を描画できるという利点がある。ただ
し、後者の手法では、ユーザは表示属性を変更する領域
自体を直接に指定できないため、操作が煩雑である。
【0004】ところで、三次元グラフィックス編集装置
としては、グラフィック要素を指定して三次元描画のア
ルゴリズムを用いて描画を行っていくものしか実現され
ていない。このため、グラフィック要素に拘束されず自
由に三次元のグラフィックを描画することができなかっ
た。
としては、グラフィック要素を指定して三次元描画のア
ルゴリズムを用いて描画を行っていくものしか実現され
ていない。このため、グラフィック要素に拘束されず自
由に三次元のグラフィックを描画することができなかっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、以上の事
情を考慮してなされたものであり、グラフィック要素を
指定することなく自由に三次元のグラフィックを描画で
きるようにすることを目的としている。
情を考慮してなされたものであり、グラフィック要素を
指定することなく自由に三次元のグラフィックを描画で
きるようにすることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明では、以上の目
的を達成するために、三次元グラフィックス編集装置
に、所定の三次元空間を埋める複数の三次元空間要素の
属性を記憶する手段と、1または複数の上記三次元空間
要素を指示する手段と、上記属性を指示する手段と、上
記指示された三次元空間要素の属性を上記指示された属
性に変更する手段と、上記三次元空間要素の属性に基づ
いて、上記所定の三次元空間の少なくとも一部の空間内
の上記三次元空間要素を、2次元画面領域に表示する手
段とを設けるようにしている。
的を達成するために、三次元グラフィックス編集装置
に、所定の三次元空間を埋める複数の三次元空間要素の
属性を記憶する手段と、1または複数の上記三次元空間
要素を指示する手段と、上記属性を指示する手段と、上
記指示された三次元空間要素の属性を上記指示された属
性に変更する手段と、上記三次元空間要素の属性に基づ
いて、上記所定の三次元空間の少なくとも一部の空間内
の上記三次元空間要素を、2次元画面領域に表示する手
段とを設けるようにしている。
【0007】この構成によれば、三次元空間要素を指定
してその属性を変更させることにより直接的に三次元グ
ラフィックを描画できる。
してその属性を変更させることにより直接的に三次元グ
ラフィックを描画できる。
【0008】この構成では、上記三次元空間要素は上記
所定の三次元空間の座標軸に沿った辺を持つ直方体とす
ることができる。また、上記直方体は上記三次元空間を
すき隙間なく埋めるようにできる。
所定の三次元空間の座標軸に沿った辺を持つ直方体とす
ることができる。また、上記直方体は上記三次元空間を
すき隙間なく埋めるようにできる。
【0009】また、上記三次元空間要素の属性は、透明
を含む光学的な属性とすることができる。また上記三次
元空間要素の属性は、光学的な属性を含む複数種類とす
ることができる。
を含む光学的な属性とすることができる。また上記三次
元空間要素の属性は、光学的な属性を含む複数種類とす
ることができる。
【0010】また、上記三次元空間要素を指示する手段
は上記三次元空間の2つの座標軸が形成する2次元空間
を指示する手段と、上記三次元空間の他の1つの座標軸
が形成する1次元空間を指示する手段とを有するように
できる。また、上記三次元空間要素を指示する手段は、
上記三次元空間における位置のデータを生成する手段
と、上記三次元空間の2次元表現を表示する画面に、上
記位置のデータに応じてカーソル表示を行う手段と、上
記位置のデータを確定する手段とを有するようにでき
る。
は上記三次元空間の2つの座標軸が形成する2次元空間
を指示する手段と、上記三次元空間の他の1つの座標軸
が形成する1次元空間を指示する手段とを有するように
できる。また、上記三次元空間要素を指示する手段は、
上記三次元空間における位置のデータを生成する手段
と、上記三次元空間の2次元表現を表示する画面に、上
記位置のデータに応じてカーソル表示を行う手段と、上
記位置のデータを確定する手段とを有するようにでき
る。
【0011】また、この発明のよれば、上述の目的を達
成するために、三次元グラフィックス装置に、所定の三
次元空間の座標軸を表示する手段と、上記三次元空間を
埋める複数の三次元空間要素の属性を記憶する手段と、
1または複数の上記三次元空間要素を指示する手段と、
上記属性を指示する手段と、上記指示された三次元空間
要素の属性を上記指示された属性に変更する手段と、上
記三次元空間要素の属性に基づいて、上記三次元空間の
少なくとも一部の空間内の上記三次元空間要素を、2次
元画面領域に表示する手段とを設けるようにしている。
成するために、三次元グラフィックス装置に、所定の三
次元空間の座標軸を表示する手段と、上記三次元空間を
埋める複数の三次元空間要素の属性を記憶する手段と、
1または複数の上記三次元空間要素を指示する手段と、
上記属性を指示する手段と、上記指示された三次元空間
要素の属性を上記指示された属性に変更する手段と、上
記三次元空間要素の属性に基づいて、上記三次元空間の
少なくとも一部の空間内の上記三次元空間要素を、2次
元画面領域に表示する手段とを設けるようにしている。
【0012】この構成でも、三次元空間要素を指定して
その属性を変更させることにより直接的に三次元グラフ
ィックを描画できる。しかも座標軸が表示されているの
で一層操作性が向上する。
その属性を変更させることにより直接的に三次元グラフ
ィックを描画できる。しかも座標軸が表示されているの
で一層操作性が向上する。
【0013】また、上記三次元空間を表示する手段は、
上記座標軸のうちの2つの軸を上記2次元画面領域に平
行な平面上にあるように表示するようにできる。したが
って、ユーザは画面操作と同一の間隔で上述の2つの軸
に関する位置を指定でき、操作性が向上する。
上記座標軸のうちの2つの軸を上記2次元画面領域に平
行な平面上にあるように表示するようにできる。したが
って、ユーザは画面操作と同一の間隔で上述の2つの軸
に関する位置を指定でき、操作性が向上する。
【0014】また、この構成において、上記座標軸のう
ちの残りの1つの軸を上記2つの軸に対して上記2次元
画面領域において所定の角度を持たせて表示し、上記1
つの軸により上記2次元画面領域の奥行きを表示するよ
うにしてもよい。
ちの残りの1つの軸を上記2つの軸に対して上記2次元
画面領域において所定の角度を持たせて表示し、上記1
つの軸により上記2次元画面領域の奥行きを表示するよ
うにしてもよい。
【0015】また、上記2つの軸の方向に沿う位置を、
上記2次元画面領域上の位置を指定する位置指定手段に
より指示し、上記位置指定手段とは別の入力手段により
上記1つの軸に沿う方向の位置を指定するようにしても
よい。
上記2次元画面領域上の位置を指定する位置指定手段に
より指示し、上記位置指定手段とは別の入力手段により
上記1つの軸に沿う方向の位置を指定するようにしても
よい。
【0016】また、上記三次元空間の少なくとも一部の
空間内の三次元空間要素を、上記三次元空間要素が重な
ることなく平面上に並んだ層に分割し、上記層の各々に
含まれる三次元空間要素を、当該層ごとに表示して指定
できるようにしてもよい。
空間内の三次元空間要素を、上記三次元空間要素が重な
ることなく平面上に並んだ層に分割し、上記層の各々に
含まれる三次元空間要素を、当該層ごとに表示して指定
できるようにしてもよい。
【0017】さらに、上記三次元空間要素の部分は対応
する光学的属性で表示されるようにしてもよい。
する光学的属性で表示されるようにしてもよい。
【0018】
【発明の実施の態様】以下、この発明の実施例について
説明する。
説明する。
【0019】図1は、この発明を適用する情報処理環境
を示すものである。図1において、この実施例の三次元
グラフィックスシステム10はコンピュータ11上で実
行されるプログラムとして実現されている。コンピュー
タ11はたとえば通常のパーソナルコンピュータでよ
い。コンピュータ11は、ディスプレイ12、マウス装
置13、キーボード14、その他のハードウェア15、
オペレーティング・システム16、ウインドウ管理シス
テム17、入出力制御システム18等からなっている。
コンピュータ11の構成は種々変更できることはもちろ
んである。
を示すものである。図1において、この実施例の三次元
グラフィックスシステム10はコンピュータ11上で実
行されるプログラムとして実現されている。コンピュー
タ11はたとえば通常のパーソナルコンピュータでよ
い。コンピュータ11は、ディスプレイ12、マウス装
置13、キーボード14、その他のハードウェア15、
オペレーティング・システム16、ウインドウ管理シス
テム17、入出力制御システム18等からなっている。
コンピュータ11の構成は種々変更できることはもちろ
んである。
【0020】図2は、この実施例で扱う三次元空間10
0を示す。三次元空間は複数の正六面体の三次元セル1
01に満たされている。図2では、説明の便宜上三次元
セルの個数を32768個(=32×32×32)とし
たが、通常のグラフィックスの用途ではその解像度に応
じて三次元セル101の個数を設定することが好まし
い。この実施例では三次元セル101の光学的な属性、
例えば、明度、彩度、色相(またはこれに応じたRGB
信号等)を設定する。初期設定時の属性は空または透明
である。
0を示す。三次元空間は複数の正六面体の三次元セル1
01に満たされている。図2では、説明の便宜上三次元
セルの個数を32768個(=32×32×32)とし
たが、通常のグラフィックスの用途ではその解像度に応
じて三次元セル101の個数を設定することが好まし
い。この実施例では三次元セル101の光学的な属性、
例えば、明度、彩度、色相(またはこれに応じたRGB
信号等)を設定する。初期設定時の属性は空または透明
である。
【0021】また、この実施例では、三次元セル101
を指定するときに、図3に示すように、二次元平面10
2と奥行き103とを用いる。二次元平面102はグラ
フィックが表示されるディスプレイ12の表示画面に一
致または平行するようにユーザに対して表示されるの
で、ユーザは、画面ポインティング装置例えばマウス装
置13やキーボード14のキーを操作して二次元平面1
02上の位置を、違和感なく、指定することができる。
奥行き103に沿う方向の位置はキーボード104の上
向きの矢印キー等で移動させ指定することができる。
を指定するときに、図3に示すように、二次元平面10
2と奥行き103とを用いる。二次元平面102はグラ
フィックが表示されるディスプレイ12の表示画面に一
致または平行するようにユーザに対して表示されるの
で、ユーザは、画面ポインティング装置例えばマウス装
置13やキーボード14のキーを操作して二次元平面1
02上の位置を、違和感なく、指定することができる。
奥行き103に沿う方向の位置はキーボード104の上
向きの矢印キー等で移動させ指定することができる。
【0022】また、この実施例では、図2の三次元空間
を図4に示すような複数のスライス104で分割する。
スライス104の厚さは、1個の三次元セル101の厚
さである。すなわち各スライスにおいて、三次元セル1
01は重なることなく並んでいる。スライス104の単
位で二次元的な描画を行って三次元セル101の属性を
変更することができる。
を図4に示すような複数のスライス104で分割する。
スライス104の厚さは、1個の三次元セル101の厚
さである。すなわち各スライスにおいて、三次元セル1
01は重なることなく並んでいる。スライス104の単
位で二次元的な描画を行って三次元セル101の属性を
変更することができる。
【0023】ユーザは、後述するように、マウス装置1
3やキーボード14を用いて三次元グラフィックスシス
テム10を対話的に操作して、三次元セル101の属性
を変更し、これによって三次元グラフィックを描画でき
る。
3やキーボード14を用いて三次元グラフィックスシス
テム10を対話的に操作して、三次元セル101の属性
を変更し、これによって三次元グラフィックを描画でき
る。
【0024】図5は、三次元グラフィックスシステム1
0を模式的に示すものであり、この図において、三次元
描画システム10は入力部21、三次元セル特定部2
2、三次元セル属性情報記憶部23、描画部24、画像
メモリ25、出力制御部26、出力装置27等からなっ
ている。入力部21は、平面ポインティング部30、奥
行きポインティング部31、属性指定部32、モード指
定部33およびツール指定部34からなっている。平面
ポインティング部30は例えばマウス装置13であり、
図3の二次元平面102の位置を指定するものである。
奥行きポインティング部31は例えばキーボード14の
所定のキー、例えば上向きの矢印キーであり、図3の奥
行き103に沿った方向の位置を指定するものである。
属性指定部32は三次元セル101の変更後の属性を指
定するものであり、具体的には、画面上の属性指定用の
メニュー(パレット)やアイコンに対する指定に基づい
て属性を指定する。ツール指定部34は、鉛筆、ブラ
シ、スプレー等の描画特性を指定するツールであり、通
常の二次元グラフィックスシステムと同様なものであ
る。ツール指定部34の指定により、平面ポインティン
グ部30および奥行きポインティング部31で指示され
た三次元セルまたはその近傍のセルが属性変更対象とし
て特定される。ツールが鉛筆の場合、近傍の範囲は小さ
くなり、ブラシの場合、大きくなる。スプレーの場合、
スプレーの拡散にあわせた近傍処理用マスクが用いられ
る。属性変更対象の特定は、ツール指定部34、平面ポ
インティング部30および奥行きポインティング部31
の出力に基づいて三次元セル特定部22により実行され
る。ツール指定部34も、具体的には、メニューやアイ
コンに対する指定に基づいて属性を指定する。
0を模式的に示すものであり、この図において、三次元
描画システム10は入力部21、三次元セル特定部2
2、三次元セル属性情報記憶部23、描画部24、画像
メモリ25、出力制御部26、出力装置27等からなっ
ている。入力部21は、平面ポインティング部30、奥
行きポインティング部31、属性指定部32、モード指
定部33およびツール指定部34からなっている。平面
ポインティング部30は例えばマウス装置13であり、
図3の二次元平面102の位置を指定するものである。
奥行きポインティング部31は例えばキーボード14の
所定のキー、例えば上向きの矢印キーであり、図3の奥
行き103に沿った方向の位置を指定するものである。
属性指定部32は三次元セル101の変更後の属性を指
定するものであり、具体的には、画面上の属性指定用の
メニュー(パレット)やアイコンに対する指定に基づい
て属性を指定する。ツール指定部34は、鉛筆、ブラ
シ、スプレー等の描画特性を指定するツールであり、通
常の二次元グラフィックスシステムと同様なものであ
る。ツール指定部34の指定により、平面ポインティン
グ部30および奥行きポインティング部31で指示され
た三次元セルまたはその近傍のセルが属性変更対象とし
て特定される。ツールが鉛筆の場合、近傍の範囲は小さ
くなり、ブラシの場合、大きくなる。スプレーの場合、
スプレーの拡散にあわせた近傍処理用マスクが用いられ
る。属性変更対象の特定は、ツール指定部34、平面ポ
インティング部30および奥行きポインティング部31
の出力に基づいて三次元セル特定部22により実行され
る。ツール指定部34も、具体的には、メニューやアイ
コンに対する指定に基づいて属性を指定する。
【0025】三次元セル属性情報記憶部23は、三次元
セル101の属性情報を記憶し、またセル特定部22に
より特定された三次元セル101の属性を属性指定部3
2で指定された属性に変更するものである。初期状態に
おいては、すべての属性情報は空、または透明である。
三次元セルの属性情報はどのような形態で保持されてい
てもよい。例えば、属性値の一次元配列として表示され
てもよいし、そのランとして表示されてもよい。
セル101の属性情報を記憶し、またセル特定部22に
より特定された三次元セル101の属性を属性指定部3
2で指定された属性に変更するものである。初期状態に
おいては、すべての属性情報は空、または透明である。
三次元セルの属性情報はどのような形態で保持されてい
てもよい。例えば、属性値の一次元配列として表示され
てもよいし、そのランとして表示されてもよい。
【0026】また1つのセルが複数の属性を含むように
してもよい。属性としては、色等の光学的な属性のみで
なく、温度、質量その他の属性を採用できる。またセル
の属性としてセルの部分の性質を保持してもよい。例え
ばセルの面、辺、内部の特性をセルの属性とすることが
できる。面に関する属性としては例えば粘着力がある。
これは面と面とをどのくらいの力で切り離せるかを示す
ものである。またグラフィック表示の際に必要に応じて
温度等の属性を光学的な属性例えば輝度は色相情報に変
換して表示することもできる。
してもよい。属性としては、色等の光学的な属性のみで
なく、温度、質量その他の属性を採用できる。またセル
の属性としてセルの部分の性質を保持してもよい。例え
ばセルの面、辺、内部の特性をセルの属性とすることが
できる。面に関する属性としては例えば粘着力がある。
これは面と面とをどのくらいの力で切り離せるかを示す
ものである。またグラフィック表示の際に必要に応じて
温度等の属性を光学的な属性例えば輝度は色相情報に変
換して表示することもできる。
【0027】モード指定部33はこの実施例の動作モー
ドを設定するものであり、具体的には、メニューやアイ
コンに対する指定に基づいてモードを設定する。この実
施例では、疑似三次元入力モード、スライス入力モ
ード、三次元ビュー・モード、回転モード、駒送
りモード等がある。各モードについては後述する。
ドを設定するものであり、具体的には、メニューやアイ
コンに対する指定に基づいてモードを設定する。この実
施例では、疑似三次元入力モード、スライス入力モ
ード、三次元ビュー・モード、回転モード、駒送
りモード等がある。各モードについては後述する。
【0028】描画部24は、三次元セル属性情報記憶部
23の属性情報に基づいて各三次元セル101の描画を
行うものである。描画部24は三次元描画部35および
二次元描画部36からなっている。三次元描画部24は
例えば三次元セル101のグラフィック画像のデータを
所定のアルゴリズムで計算して出力するものである。場
合によっては、予め用意された単純化された画像データ
を用いて描画を行ってもよい。二次元描画部36は、図
4のスライスの状態を二次元的に表示する画像データを
生成するものであり、たとえば、従来のビットマップ式
の二次元グラフィックスシステムのものと同様に構成す
ることができる。
23の属性情報に基づいて各三次元セル101の描画を
行うものである。描画部24は三次元描画部35および
二次元描画部36からなっている。三次元描画部24は
例えば三次元セル101のグラフィック画像のデータを
所定のアルゴリズムで計算して出力するものである。場
合によっては、予め用意された単純化された画像データ
を用いて描画を行ってもよい。二次元描画部36は、図
4のスライスの状態を二次元的に表示する画像データを
生成するものであり、たとえば、従来のビットマップ式
の二次元グラフィックスシステムのものと同様に構成す
ることができる。
【0029】画像メモリ25は描画部24からの描画デ
ータ(ビットマップデータ)をストアするものであり、
この描画データに基づいて出力制御部26が出力装置2
7例えばディスプレイやプリンタにグラフィックデータ
を出力する。
ータ(ビットマップデータ)をストアするものであり、
この描画データに基づいて出力制御部26が出力装置2
7例えばディスプレイやプリンタにグラフィックデータ
を出力する。
【0030】つぎに、この実施例の各モードについて説
明する。
明する。
【0031】疑似三次元入力モード 図6は、疑似三次元入力モードの表示状態を示す。ここ
で、疑似と呼んでいるのは、通常の斜視図(斜軸投影図
法、図8)と異なり、対応する三次元空間における二次
元平面102が画面と平行に見え、他方、奥行きを投射
する投射線が画面(投影面)に対して斜行しているから
である(オブリーク投影図法)。このような見え方は斜
視図としては正確なものではないが、十分に三次元の位
置を認識できる。また二次元平面102がディスプレイ
12の表示画面と一致または平行して表示されるので、
二次元平面102に関する位置をマウス装置13等でユ
ーザフレンドリに入力できる。
で、疑似と呼んでいるのは、通常の斜視図(斜軸投影図
法、図8)と異なり、対応する三次元空間における二次
元平面102が画面と平行に見え、他方、奥行きを投射
する投射線が画面(投影面)に対して斜行しているから
である(オブリーク投影図法)。このような見え方は斜
視図としては正確なものではないが、十分に三次元の位
置を認識できる。また二次元平面102がディスプレイ
12の表示画面と一致または平行して表示されるので、
二次元平面102に関する位置をマウス装置13等でユ
ーザフレンドリに入力できる。
【0032】この疑似三次元入力モードでは、三次元描
画部35に疑似三次元描画の指令が送られて、疑似三次
元表示の描画データが生成される。
画部35に疑似三次元描画の指令が送られて、疑似三次
元表示の描画データが生成される。
【0033】描画を行うときには、カーソルの形状がツ
ールの形状、例えば鉛筆に変形し、ユーザはこの鉛筆カ
ーソルを見ながら操作を行う。ユーザは例えばマウス装
置13を移動させて二次元平面102に関する鉛筆カー
ソルの位置を変化させ、また例えばキーボード14の上
矢印キーを押して奥行きの位置を変化させる。両操作を
同時に行える。このようにすると、鉛筆カーソルがあた
かも三次元空間を移動するように画面に表示される。そ
して、マウス装置13のボタン操作等により描画可能状
態を選択しておくと、鉛筆カーソルの軌跡には属性の更
新された三次元セルが図4に示すように表示される。鉛
筆カーソルの場合、その位置の三次元セルの属性が更新
される。もちろん設定により近傍の三次元セルの属性も
更新されるようにしてもよい。ブラシの場合も同様に描
画が行われる。ただし1つのカーソルの軌跡で属性が更
新される三次元セルの個数が多くなる。また塗りつぶし
を行うこともできる。例えば、閉じた空間を描画し、こ
の中を指示すればよい。また描画したオブジェクトを移
動させてその軌跡に含まれる三次元セル101の属性を
そのオブジェクトの属性と同一にしたり、論理処理をし
たりすることができる。
ールの形状、例えば鉛筆に変形し、ユーザはこの鉛筆カ
ーソルを見ながら操作を行う。ユーザは例えばマウス装
置13を移動させて二次元平面102に関する鉛筆カー
ソルの位置を変化させ、また例えばキーボード14の上
矢印キーを押して奥行きの位置を変化させる。両操作を
同時に行える。このようにすると、鉛筆カーソルがあた
かも三次元空間を移動するように画面に表示される。そ
して、マウス装置13のボタン操作等により描画可能状
態を選択しておくと、鉛筆カーソルの軌跡には属性の更
新された三次元セルが図4に示すように表示される。鉛
筆カーソルの場合、その位置の三次元セルの属性が更新
される。もちろん設定により近傍の三次元セルの属性も
更新されるようにしてもよい。ブラシの場合も同様に描
画が行われる。ただし1つのカーソルの軌跡で属性が更
新される三次元セルの個数が多くなる。また塗りつぶし
を行うこともできる。例えば、閉じた空間を描画し、こ
の中を指示すればよい。また描画したオブジェクトを移
動させてその軌跡に含まれる三次元セル101の属性を
そのオブジェクトの属性と同一にしたり、論理処理をし
たりすることができる。
【0034】なお、図3の左下に一列に並ぶ32個の駒
は、奥行き位置を表示するものである。図の例では、
「27」の表示が、27番目の奥行き(27番目のスラ
イス)が指定されていることを示す。「27」の表示の
前の駒は透明または半透明表示される。ツールが現在ポ
インティングしている奥行きがこのような表示によりユ
ーザに表示される。またこの駒をクリック処理(マウス
装置13のボタンを押してすぐ離す)等することにより
現在処理しようとしている奥行き(スライス)を指定す
ることができる。このようにした後、カーソルを該当す
るスライス領域内部まで移動させると、カーソルが描画
ツール例えば鉛筆ツールのカーソルに変更されて、設定
時の属性で描画が可能となる。記述したように、設定さ
れた属性で描画を行うかどうかはマウス装置13のボタ
ン等の操作で切り替えることができる。
は、奥行き位置を表示するものである。図の例では、
「27」の表示が、27番目の奥行き(27番目のスラ
イス)が指定されていることを示す。「27」の表示の
前の駒は透明または半透明表示される。ツールが現在ポ
インティングしている奥行きがこのような表示によりユ
ーザに表示される。またこの駒をクリック処理(マウス
装置13のボタンを押してすぐ離す)等することにより
現在処理しようとしている奥行き(スライス)を指定す
ることができる。このようにした後、カーソルを該当す
るスライス領域内部まで移動させると、カーソルが描画
ツール例えば鉛筆ツールのカーソルに変更されて、設定
時の属性で描画が可能となる。記述したように、設定さ
れた属性で描画を行うかどうかはマウス装置13のボタ
ン等の操作で切り替えることができる。
【0035】また、描画したオブジェクトを、オブジェ
クト単位またはそれに含まれるセル単位で指定して移
動、コピー、削除等を行える。セル単位で指定して移動
させた場合、先に説明したセルの面の粘着力の属性に応
じて隣接セルがともに移動するかどうかが決定される。
所定の方位の面の粘着力のみ強くすればその方位のセル
のみが随伴して移動する。また描画オブジェクト同志が
隣接する場合も(隣接する赤の描画オブジェクトと黄色
の描画オブジェクト。属性として保持する描画オブジェ
クト識別子で描画オブジェクトを区切ってもよい)、例
えば、境界のセル面の粘着力の総和に応じて隣接描画オ
ブジェクトが移動するかどうかを決定するようにでき
る。このような移動、コピー、削除等の操作は、つぎに
説明するスライス入力モードでも同様に行える。
クト単位またはそれに含まれるセル単位で指定して移
動、コピー、削除等を行える。セル単位で指定して移動
させた場合、先に説明したセルの面の粘着力の属性に応
じて隣接セルがともに移動するかどうかが決定される。
所定の方位の面の粘着力のみ強くすればその方位のセル
のみが随伴して移動する。また描画オブジェクト同志が
隣接する場合も(隣接する赤の描画オブジェクトと黄色
の描画オブジェクト。属性として保持する描画オブジェ
クト識別子で描画オブジェクトを区切ってもよい)、例
えば、境界のセル面の粘着力の総和に応じて隣接描画オ
ブジェクトが移動するかどうかを決定するようにでき
る。このような移動、コピー、削除等の操作は、つぎに
説明するスライス入力モードでも同様に行える。
【0036】スライス入力モード 図7はスライスモードによる表示を示す。図の例ではス
ライスは32枚となっている。各スライスは32×32
の三次元セルを有している。各スライスにおいて、三次
元セルは重なることなく並べられている。したがって、
各スライスを編集することによりすべての三次元セルを
編集することができる。各スライスの編集は、まずスラ
イスを指定し、その後は通常のビットマップ式の二次元
グラフィックスシステムと同様に編集を行える。すなわ
ち、鉛筆等のツールのカーソルを表示させてマウス装置
13等を用いてこのツールのカーソルを画面上を移動さ
せその軌跡のセル属性を変更させる。
ライスは32枚となっている。各スライスは32×32
の三次元セルを有している。各スライスにおいて、三次
元セルは重なることなく並べられている。したがって、
各スライスを編集することによりすべての三次元セルを
編集することができる。各スライスの編集は、まずスラ
イスを指定し、その後は通常のビットマップ式の二次元
グラフィックスシステムと同様に編集を行える。すなわ
ち、鉛筆等のツールのカーソルを表示させてマウス装置
13等を用いてこのツールのカーソルを画面上を移動さ
せその軌跡のセル属性を変更させる。
【0037】このスライスモードでは二次元描画部36
に描画指令が送られ32個の枠(スライス)ごとの二次
元描画データが生成される。
に描画指令が送られ32個の枠(スライス)ごとの二次
元描画データが生成される。
【0038】スライス入力モードと上述の疑似三次元入
力モードとを組み合わせて多様な観点からグラフィック
を描画することが可能となる。
力モードとを組み合わせて多様な観点からグラフィック
を描画することが可能となる。
【0039】三次元ビュー・モード 図8は三次元ビュー・モードの状態を示す。この三次元
ビュー・モードでは三次元空間もその中の三次元セル自
体も通常の斜視図の態様で表示され、より現実的なグラ
フィック画像となる。
ビュー・モードでは三次元空間もその中の三次元セル自
体も通常の斜視図の態様で表示され、より現実的なグラ
フィック画像となる。
【0040】この三次元ビュー・モードでは、三次元描
画部35に正確な三次元描画の指令が送られて正確な三
次元描画データが生成される。
画部35に正確な三次元描画の指令が送られて正確な三
次元描画データが生成される。
【0041】この三次元ビュー・モードでは、見る位
置、角度を自由に設定して、三次元グラフィックを描画
できる。描画オブジェクトである三次元空間の座標や、
三次元セル等の表示オブジェクトごとに、例えば所定の
アルゴリズムで描画データが生成されこのときの描画デ
ータ生成の計算の引数である位置や角度を変更させるこ
とにより自由な表示を行える。
置、角度を自由に設定して、三次元グラフィックを描画
できる。描画オブジェクトである三次元空間の座標や、
三次元セル等の表示オブジェクトごとに、例えば所定の
アルゴリズムで描画データが生成されこのときの描画デ
ータ生成の計算の引数である位置や角度を変更させるこ
とにより自由な表示を行える。
【0042】回転モード この回転モードは、三次元ビュー・モードの見る角度を
自動的に変化させて、グラフィック表示されるオブジェ
クトがぐるぐる回って表示されるようにするものであ
る。例えば、上述引数を自動的に変更していけば自動的
な回転を行わせることができる。
自動的に変化させて、グラフィック表示されるオブジェ
クトがぐるぐる回って表示されるようにするものであ
る。例えば、上述引数を自動的に変更していけば自動的
な回転を行わせることができる。
【0043】駒送りモード この駒送りモードでは、スライスモードの各スライスを
駒送りで表示させるものである。このようにすると、ス
ライス毎の変化に応じて動きのあるグラフィック画像を
得ることができる。これは1つの画面に順次一連のスラ
イスのグラフィック画像を表示させればよい。
駒送りで表示させるものである。このようにすると、ス
ライス毎の変化に応じて動きのあるグラフィック画像を
得ることができる。これは1つの画面に順次一連のスラ
イスのグラフィック画像を表示させればよい。
【0044】つぎに、三次元グラフィックスにより表示
されるオブジェクト表面の方位毎の見え方について説明
する。この実施例においては、疑似三次元入力モードお
よび三次元ビューモードにおいては、表示オブジェクト
の表面がその方位毎に異なる態様で表示することができ
るようになっている。例えば、図8の三次元ビューモー
ドの表示では、三次元セルの手前を向いている面が一番
明るく、上を向いている面がつぎに明るく、左を向いて
いる面が一番暗くなるようにし、ユーザが三次元の形態
を理解しやすいようにしている。もちろん面の方位に無
関係に同じ光学的な性質を割り当てるように切り替える
こともできる。
されるオブジェクト表面の方位毎の見え方について説明
する。この実施例においては、疑似三次元入力モードお
よび三次元ビューモードにおいては、表示オブジェクト
の表面がその方位毎に異なる態様で表示することができ
るようになっている。例えば、図8の三次元ビューモー
ドの表示では、三次元セルの手前を向いている面が一番
明るく、上を向いている面がつぎに明るく、左を向いて
いる面が一番暗くなるようにし、ユーザが三次元の形態
を理解しやすいようにしている。もちろん面の方位に無
関係に同じ光学的な性質を割り当てるように切り替える
こともできる。
【0045】また三次元セルの辺や頂点を、対応する異
なる態様で表示することもできる。また三次元セルを立
方体でなく球や円柱等構成した場合にも方位に応じて異
なる光学的な特性を割り当てるようにできる。
なる態様で表示することもできる。また三次元セルを立
方体でなく球や円柱等構成した場合にも方位に応じて異
なる光学的な特性を割り当てるようにできる。
【0046】面の方位の基準としては、三次元グラフィ
ックス空間に固有の立体座標系を用いてもよい。この場
合には、表示オブジェクトを回転させてユーザに表示す
る場合でも、面の光学的な属性は回転によって変化する
ことがない。また、面の方位の基準として視点座標系を
用いてもよい。この場合には、視点を基準にして、面が
手前にあるか、上にあるか、左にあるかに基づいて光学
的な属性を変化させる。どちらを基準にするかを切り替
えられるようにしてもよいし、両者双方の関数としても
よい。例えば、色相については立体座標系を基準にした
方位に従って決定し、明度(影付け)については視点座
標系を基準にして決定してもよい。
ックス空間に固有の立体座標系を用いてもよい。この場
合には、表示オブジェクトを回転させてユーザに表示す
る場合でも、面の光学的な属性は回転によって変化する
ことがない。また、面の方位の基準として視点座標系を
用いてもよい。この場合には、視点を基準にして、面が
手前にあるか、上にあるか、左にあるかに基づいて光学
的な属性を変化させる。どちらを基準にするかを切り替
えられるようにしてもよいし、両者双方の関数としても
よい。例えば、色相については立体座標系を基準にした
方位に従って決定し、明度(影付け)については視点座
標系を基準にして決定してもよい。
【0047】面の方位毎に変化させる光学的な性質とし
ては、明度の他に、色(色相)自体や、模様とすること
ができる。
ては、明度の他に、色(色相)自体や、模様とすること
ができる。
【0048】面の方位毎に光学的な属性を変えるように
しているので、表示オブジェクトをより立体的に表示で
きるのみでなく、所定の方位の面をハイライトさせたい
場合にも有効である。
しているので、表示オブジェクトをより立体的に表示で
きるのみでなく、所定の方位の面をハイライトさせたい
場合にも有効である。
【0049】なおこの発明は上述実施例に限定されるも
のではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を行
うことができる。例えば、上述実施例では、光学的な属
性のみを付与するようにしたが、重量や、化学的性質
(浸食されやすさ)を設定できるようにすることができ
る。このようにすれば、重量と環境の浮力との関係で三
次元セルの属性を近傍のセルに移動させたり、または浸
食により他の属性(光学的な属性や形状の属性)を徐々
に変質させたりすることができる。
のではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を行
うことができる。例えば、上述実施例では、光学的な属
性のみを付与するようにしたが、重量や、化学的性質
(浸食されやすさ)を設定できるようにすることができ
る。このようにすれば、重量と環境の浮力との関係で三
次元セルの属性を近傍のセルに移動させたり、または浸
食により他の属性(光学的な属性や形状の属性)を徐々
に変質させたりすることができる。
【0050】また上述実施例の三次元ビュー・モードに
おいて、描画を行うようにしてもよい。この場合、三次
元空間の構成面が画面と平行になると奥行きが見えなく
なる。したがって、構成面を画面に対しやや斜めにし、
奥行きが表示されるようにすればよい。画面と構成面と
が若干不一致となるので、疑似三次元入力モードに比べ
操作性が損なわれる。
おいて、描画を行うようにしてもよい。この場合、三次
元空間の構成面が画面と平行になると奥行きが見えなく
なる。したがって、構成面を画面に対しやや斜めにし、
奥行きが表示されるようにすればよい。画面と構成面と
が若干不一致となるので、疑似三次元入力モードに比べ
操作性が損なわれる。
【0051】また疑似三次元入力モードでは、見る角度
を固定にして、必要な描画データや計算量を小さくする
ようにしてもよい。
を固定にして、必要な描画データや計算量を小さくする
ようにしてもよい。
【0052】また上述実施例では、三次元グラフィック
・システムをコンピュータ上のソフトウェアで実現した
が、少なくともその一部をハードウェアで実現し、高速
化を図ってもよい。
・システムをコンピュータ上のソフトウェアで実現した
が、少なくともその一部をハードウェアで実現し、高速
化を図ってもよい。
【0053】また三次元セルの形状は六面体でなくても
よい。また三次元セルは隙間なく三次元空間を埋めるも
のでなくともよい。また三次元セルの形状や大きさをモ
ード設定により自由に可変できるようにしてもよい。
よい。また三次元セルは隙間なく三次元空間を埋めるも
のでなくともよい。また三次元セルの形状や大きさをモ
ード設定により自由に可変できるようにしてもよい。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、三次元空間に配置された三次元要素を指定しその属
性を変化させることにより、円、線、面、曲面等のグラ
フィック要素を用いることなく直接に三次元グラフィッ
クを描画できる。したがって、グラフィック要素のトポ
ロジーに拘束されることなく描画が行え、描画の自由度
が向上し、操作性も改善される。
ば、三次元空間に配置された三次元要素を指定しその属
性を変化させることにより、円、線、面、曲面等のグラ
フィック要素を用いることなく直接に三次元グラフィッ
クを描画できる。したがって、グラフィック要素のトポ
ロジーに拘束されることなく描画が行え、描画の自由度
が向上し、操作性も改善される。
【図1】この発明の実施例が適用される環境を示す図で
ある。
ある。
【図2】上述実施例の扱う三次元空間を説明する図であ
る。
る。
【図3】上述三次元空間内の三次元セルを指定する疑似
三次元空間を説明する図である。
三次元空間を説明する図である。
【図4】上述三次元空間内の三次元セルをスライスに分
割する様子を説明する図である。
割する様子を説明する図である。
【図5】上述実施例を示すブロック図である。
【図6】上述実施例の疑似三次元入力モードを説明する
図である。
図である。
【図7】上述実施例のスライスモードを説明する図であ
る。
る。
【図8】上述実施例の三次元ビュー・モードを説明する
図でる。
図でる。
22 三次元セル特定部 23 三次元セル属性情報記憶部 24 描画部 25 画像メモリ 27 出力装置 30 平面ポインティング部 31 奥行きポインティング部 32 属性指定部
Claims (13)
- 【請求項1】 所定の三次元空間の座標軸を表示する手
段と、 上記三次元空間を埋める複数の三次元空間要素の属性を
記憶する手段と、 1または複数の上記三次元空間要素を指示する手段と、 上記属性を指示する手段と、 上記指示された三次元空間要素の属性を上記指示された
属性に変更する手段と、 上記三次元空間要素の属性に基づいて、上記三次元空間
の少なくとも一部の空間内の上記三次元空間要素を、2
次元画面領域に表示する手段とを有することを特徴とす
る三次元グラフィックス編集装置。 - 【請求項2】 上記三次元空間要素は上記所定の三次元
空間の座標軸に沿った辺を持つ直方体とする請求項1記
載の三次元グラフィックス編集装置。 - 【請求項3】 上記直方体は上記三次元空間をすき隙間
なく埋める請求項2記載の三次元グラフィックス編集装
置。 - 【請求項4】 上記三次元空間要素の属性は、透明を含
む光学的な属性とする請求項1、2または3記載の三次
元グラフィックス編集装置。 - 【請求項5】 上記三次元空間要素の属性は、光学的な
属性を含む複数種類とした請求項1、2、3または4記
載の三次元グラフィックス編集装置。 - 【請求項6】 上記三次元空間要素を指示する手段は上
記三次元空間の2つの座標軸が形成する2次元空間を指
示する手段と、上記三次元空間の他の1つの座標軸が形
成する1次元空間を指示する手段とを有する請求項1、
2、3、4または5記載の三次元グラフィックス編集装
置。 - 【請求項7】 上記三次元空間要素を指示する手段は、
上記三次元空間における位置のデータを生成する手段
と、上記三次元空間の2次元表現を表示する画面に、上
記位置のデータに応じてカーソル表示を行う手段と、上
記位置のデータを確定する手段とを有する請求項1、
2、3、4、5または6記載の三次元グラフィックス装
置。 - 【請求項8】 上記三次元空間を表示する手段は、上記
座標軸のうちの2つの軸を上記2次元画面領域に平行な
平面上にあるように表示する請求項1記載の三次元グラ
フィックス編集装置。 - 【請求項9】 上記座標軸のうちの残りの1つの軸を上
記2つの軸に対して上記2次元画面領域において所定の
角度を持たせて表示し、上記1つの軸により上記2次元
画面領域の奥行きを表示する請求項8記載の三次元グラ
フィックス編集装置。 - 【請求項10】 上記2つの軸の方向に沿う位置を、上
記2次元画面領域上の位置を指定する位置指定手段によ
り指示し、上記位置指定手段とは別の入力手段により上
記1つの軸に沿う方向の位置を指定する請求項9記載の
三次元グラフィックス編集装置。 - 【請求項11】 上記三次元空間の少なくとも一部の空
間内の三次元空間要素を、上記三次元空間要素が重なる
ことなく平面上に並んだ層に分割し、上記層の各々に含
まれる三次元空間要素を、当該層ごとに表示して指定で
きるようにした請求項1記載の三次元グラフィックス編
集装置。 - 【請求項12】 所定の三次元空間の座標軸を表示する
ステップと、 所定の三次元空間を埋める複数の三次元空間要素の属性
を記憶するステップと、 1または複数の上記三次元空間要素を指示するステップ
と、 上記属性を指示するステップと、 上記指示された三次元空間要素の属性を上記指示された
属性に変更するステップと、 上記三次元空間要素の属性に基づいて、上記所定の三次
元空間の少なくとも一部の空間内の上記三次元空間要素
を、2次元画面領域に表示するステップとを有すること
を特徴とする三次元グラフィックス編集方法。 - 【請求項13】 上記三次元空間要素の部分は対応する
光学的属性で表示される請求項1記載の三次元グラフィ
ックス編集装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8186380A JP2968209B2 (ja) | 1996-02-20 | 1996-07-16 | 三次元グラフィックス編集装置および方法 |
US08/799,481 US6144384A (en) | 1996-02-20 | 1997-02-12 | Voxel data processing using attributes thereof |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7084496 | 1996-02-20 | ||
JP8-70844 | 1996-02-23 | ||
JP3639896 | 1996-02-23 | ||
JP8-36398 | 1996-02-23 | ||
JP8186380A JP2968209B2 (ja) | 1996-02-20 | 1996-07-16 | 三次元グラフィックス編集装置および方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09288743A JPH09288743A (ja) | 1997-11-04 |
JP2968209B2 true JP2968209B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=27289086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8186380A Expired - Fee Related JP2968209B2 (ja) | 1996-02-20 | 1996-07-16 | 三次元グラフィックス編集装置および方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2968209B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7298376B2 (en) * | 2003-07-28 | 2007-11-20 | Landmark Graphics Corporation | System and method for real-time co-rendering of multiple attributes |
-
1996
- 1996-07-16 JP JP8186380A patent/JP2968209B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09288743A (ja) | 1997-11-04 |
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