JP2981516B2

JP2981516B2 - 三次元形状編集装置

Info

Publication number: JP2981516B2
Application number: JP7210871A
Authority: JP
Inventors: 卓志藤田; 充昭福田; 智佳子松本; 雅明太田; 均松本; 秀郎進藤; 和久大江; 友一長井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-03-10
Filing date: 1995-08-18
Publication date: 1999-11-22
Anticipated expiration: 2015-08-18
Also published as: US5850223A; JPH08315184A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ユーザと対話して
三次元物体の形状編集を行なう三次元形状編集装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】三次元物体の形状編集処理を行なう多く
の処理装置においては、その物体がディスプレイの画面
上に表示され、同物体に対する編集指示はユーザがマウ
スなどを操作することにより入力される。そして、この
ような編集処理にあって、従来から種々の方法がある。

【０００３】物体の形状を示す正面図，側面図，平面図
などの３図を画面に同時に表示し、それら３図のうち少
なくとも２図についてユーザが三次元物体の編集指示を
与える。例えば、その三次元物体を移動させる場合、何
れかの図に表示されている移動対象の三次元物体をマウ
スで指示してドラッグする。これによりその図の面と平
行に三次元物体が移動する。従って、三次元的な移動を
行なうときには、他の図についても同様なマウスドラッ
グの操作で物体を移動させることが必要となる。また、
同一の点が複数の図に表示されているので、各表示の関
連性を直観的に把握しにくい。

【０００４】三次元物体を多面体形状としてワイヤフレ
ームで表現し、ユーザの入力指示に従いこのワイヤフレ
ームを編集する。しかし、三次元物体がワイヤフレーム
で表示されるので、その三次元物体の形状が複雑な場合
には、正確な形状を即座に把握することが困難となる。

【０００５】三次元物体を多面体形状として各頂点とそ
れらを結ぶ辺で表現し、ユーザの入力指示に従い各頂点
を個別に編集する。しかし、三次元物体の各頂点が個別
に編集されるので、編集の方針が立てにくく、編集の作
業に労力が費やされる。

【０００６】ところで、コンピュータディスプレイを用
いた対話的な三次元形状編集装置においては、データ変
更の結果をグラフィックディスプレイで確認しながら、
試行錯誤的に編集処理を行えることが望まれる。そのた
め、アンドゥ機能、即ち、直前に行った編集処理を取り
消す機能が要求される。

【０００７】図20は、アンドゥ機能を有する従来の対話
型の三次元形状編集装置の基本構成を示すブロック図で
ある。この装置は、ユーザからの指示を受け付けるため
の指示受付手段111 と、編集中の形状データを記憶する
形状情報記憶手段112 と、形状情報記憶手段112 に記憶
されている形状データに応じた形状を表示する形状表示
手段113 と、指示受付手段111 で受け付けた指示に従っ
て編集処理を行う編集処理手段114 と、最後に行った編
集処理の直前の形状データの復元に必要な情報を記憶す
るアンドゥ情報記憶手段117 と、アンドゥ情報記憶手段
117 に記憶された情報に基づいて最後に行われた編集処
理の直前の形状データを復元するアンドゥ処理手段116
とを備える。

【０００８】編集処理を行う際、編集処理手段114 は、
指示受付手段111 で受け付けた指示に従って、形状情報
記憶手段112 に記憶されている形状データに編集処理を
施すと共に、実行される編集処理の種類に応じて、その
編集処理実行前の形状データの復元に必要となる情報を
アンドゥ情報記憶手段117 に記憶させる。そして、編集
処理された形状データに応じた形状が形状表示手段113
に表示される。また、アンドゥ処理を行う際、アンドゥ
処理手段116 は、アンドゥ情報記憶手段117 に記憶され
た情報に基づいて、最後に行われた編集処理の種類に応
じたアンドゥ処理を行うことによって、その編集処理直
前の形状データを復元する。そして、復元された形状デ
ータに応じた形状が形状表示手段113 に表示される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】三次元形状編集装置で
は、三次元形状の複雑な構造を表現するために、ポイン
タを多用した複雑な構造を持つデータを扱う場合が多
く、また、それらのデータに対する多種多様な編集機能
が要求される。このような三次元形状編集装置において
アンドゥ機能を実現するためには、数値データの復元の
みならず、ポインタを用いて表現された構造データも正
しく復元する必要がある。

【００１０】図20に示す構成を有する従来の装置では、
編集処理の種類に応じて、その処理直前の形状データの
復元に必要な情報をアンドゥ情報記憶手段117 に記憶し
ておき、アンドゥの対象とする編集処理の種類に応じた
アンドゥ処理を行っている。この装置では、編集処理の
種類（例えば頂点の移動，追加，削除等）毎に個別にア
ンドゥ処理を定義する必要があり、プログラムが複雑と
なる。この結果、処理効率の低下を招いたり、編集処理
機能に制約を与えることがある。

【００１１】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、本発明の目的は、三次元物体の形状編集作業を
効率良く行なうことができる三次元形状編集装置を提供
することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、全ての編集処理に対
して同一の手順でアンドゥ処理及びその準備を行うこと
ができ、多様な編集処理に対応するアンドゥ機能を実現
できる三次元形状編集装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】図１は、第１〜第３発明
に係る三次元形状編集装置の基本構成を示すブロック図
である。第１発明の三次元物体編集装置は、三次元空間
内に配列され辺の数が各々同一な多角形平面の各々につ
いて全頂点の位置を対応させて記憶する多角形頂点位置
記憶手段１と、対応して記憶されている位置を順に結ぶ
ことで各々形成される多角形平面の配列を透視図上に表
示出力する多角形配列表示手段２と、各多角形平面の辺
が直線包絡されて表現される多面体の三次元物体に対し
入力されたユーザの編集指示を受け付ける編集指示受付
手段３と、受け付けられた編集指示が示す頂点及び該頂
点に関連した頂点の位置記憶内容を更新する多角形頂点
位置更新手段４とを有する。

【００１４】編集の対象となる三次元物体は三次元空間
内に配列され辺の数が各々同一な多角形平面の集合とさ
れ、その多角形平面の各々について全頂点の位置が多角
形頂点位置記憶手段１に記憶されている。そして、編集
時には、多角形頂点位置記憶手段１の記憶内容に応じ
て、これらの多角形平面が三次元空間上に配列されて多
角形配列表示手段２の透視図の上に表示される。従っ
て、ユーザはその１枚の図表示から三次元物体の正確な
形状を直観的に把握できる。なお、各多角形平面の辺を
直線包絡して多面体の三次元物体を表現し、その結果を
表示出力することにより、ユーザはより容易にしかも正
確に形状を認識することが可能となる。ここで、ユーザ
が編集指示受付手段３を介して何れかの頂点位置を編集
すると、多角形頂点位置記憶手段１に記憶されている、
その頂点位置に関する記憶内容と、同頂点と関連した他
の頂点の位置に関する記憶内容とが多角形頂点位置更新
手段４にて更新される。

【００１５】第２発明の三次元形状編集装置は、第１発
明において、多角形頂点位置更新手段４が、受け付けら
れた編集指示が示す頂点、または、この頂点及びこの頂
点と同一の多角形平面に属した他の頂点の位置記憶内容
を変更する多角形頂点位置変更手段５と、受け付けられ
た編集指示が示す頂点の位置及びこの頂点に対応した他
の多角形平面における頂点の位置、または、この頂点の
位置及びこの頂点と同一の多角形平面に属した他の頂点
の位置記憶内容を消去する多角形頂点位置消去手段６と
を含む。

【００１６】第２発明においては、多角形頂点位置変更
手段５が、受け付けられた編集指示が示す単数または複
数の頂点に関する多角形頂点位置記憶手段１の記憶内容
を更新し、または、受け付けられた編集指示が示す単数
または複数の多角形平面に属している頂点の多角形頂点
位置記憶手段１の位置記憶内容を同時に変更する。例え
ば、ユーザが指定した単数または複数の頂点が移動して
同頂点が含まれる多角形平面の全てが同時に変形され
（多角形が平面であるので頂点の移動はその平面内に限
られる）、あるいは、ユーザが指定した単数または複数
の多角形平面が移動され、回転され、拡大され、縮小さ
れる。また、多角形頂点位置消去手段６が、受け付けら
れた編集指示が示す頂点の位置とこの頂点に対応した他
の多角形平面における頂点とを多角形頂点位置記憶手段
１の頂点位置の記憶内容から同時に消去し、あるいは、
受け付けられた編集指示が示す多角形平面に属している
頂点の位置を多角形頂点位置記憶手段１の記憶内容から
同時に消去する。すなわち、ある多角形平面における何
れかの頂点を削除すると、他の全ての多角形平面におい
てその削除対象の頂点と対応した頂点も同時に削除され
る。または、削除対象として指示された多角形平面が削
除される。

【００１７】第３発明の三次元物体編集装置は、第２発
明において、多角形頂点位置更新手段４が、更に、受け
付けられた編集指示が示す頂点の位置及びこの頂点に対
応した他の多角形平面における対応した位置、または、
編集指示が示す多角形平面の配列内位置に頂点を生成
し、生成した頂点の位置を記憶内容へ追加する多角形頂
点位置追加手段７を含む。

【００１８】第３発明においては、多角形頂点位置追加
手段７が、受け付けられた編集指示が示す位置及び他の
多角形平面における対応した位置に頂点を生成してそれ
ら頂点の位置を多角形頂点位置記憶手段１の記憶内容に
追加する、あるいは、受け付けられた編集指示が示す多
角形平面の配列内位置に新たな多角形平面の各頂点を生
成してそれら頂点の位置を多角形頂点位置記憶手段１の
記憶内容に追加する。例えば、ある多角形平面における
いずれかの辺の上をクリックするとそのクリック位置に
新たな頂点が追加され、これと同時に、他の全ての多角
形平面における対応した位置へ新たな頂点が追加され
る。あるいは、ユーザが何れかの多角形平面を指定して
多角形平面の追加を指示すると、その多角形平面とこれ
に隣合う多角形平面の一方（配列上で前または後となる
多角形平面）との中間位置に、ユーザ指定のものと同一
な多角形平面が挿入される。

【００１９】図２は、第４〜第７発明に係る三次元形状
編集装置の基本構成を示すブロック図である。この三次
元形状編集装置は、ユーザからの指示を受け付ける指示
受付手段11と、現在の形状を定義する情報及び最後に行
われた編集処理の直前の形状を復元するための情報を記
憶する形状情報記憶手段12と、現在の物体形状を表示す
る形状表示手段13と、指示受付手段11で受け付けられた
ユーザの指示に応じて、形状情報記憶手段13に記憶され
た形状に編集処理を施す編集処理手段14と、編集処理及
びアンドゥ処理を実行する際に、その処理の直前の物体
形状を復元するために必要な情報を形状情報記憶手段12
に記録するアンドゥ準備手段15と、形状情報記憶手段12
に記録された情報に基づいて、最後に行われた編集処理
の直前の形状データを復元するアンドゥ処理手段16とを
有する。そして、アンドゥ準備手段15とアンドゥ処理手
段16とを用いることにより、アンドゥ対象となる編集処
理の種類及びデータ構造とは無関係に、統一された手順
でアンドゥ処理を行う。

【００２０】第４発明に係る三次元形状編集装置は、三
次元物体を構成する個々の頂点，面，編集用補助デー
タ，または物体の基本的なパラメータ等を個別に格納す
るデータセルを単位として、その形状の情報を形状情報
記憶手段12に記憶し、各データセル内に、現在のデータ
を格納する現在値格納部と、最後に行われた編集処理ま
たはアンドゥ処理の直前の現在値格納部の値を複製して
格納する直前値格納部と、データセルのリストを構成す
るためのポインタとを有し、最後の編集処理によって新
たに生成されたデータセルのリストへのポインタと、最
後の編集処理の前から存在するデータセルのリストへの
ポインタと、最後の編集処理によって形状の定義が不要
となったデータセルのリストへのポインタとを設ける。

【００２１】第５発明に係る三次元形状編集装置は、第
４発明において、データセル内に、そのデータセルの現
在値格納部と直前値格納部との内容が一致しているか否
かの情報を保持する変化フラグを有する。

【００２２】第６発明に係る三次元形状編集装置は、第
４発明において、データセル内に、データセルを生成し
た後はそのデータセルを抹消するまで変化しない情報を
格納するための不変値格納部を有する。

【００２３】第７発明に係る三次元形状編集装置は、第
４発明において、データセル内に、形状編集処理または
形状表示のために一時的に使用する情報を格納するため
の一時値格納部を有する。

【００２４】図３, 図４は、図２に示す形状情報記憶手
段12におけるデータ構造を示す図である。頂点データ，
面データ，その他のデータを個別に格納するデータセル
200を用いて、三次元物体の形状情報を記憶する。

【００２５】各データセル200 内には、図３にその内部
構成を示すように、編集処理によって変化する可能性が
あるデータの現在の値を格納する現在値格納部201 と、
最後に行われた編集処理の直前の現在値格納部201 の値
を複製して格納する直前値格納部202 と、データセル生
成後は変化しないデータを格納するための不変値格納部
203 と、一時的な値を格納する一時値格納部204 と、最
後に行われた編集処理によって現在値格納部201 の値が
変化したか否かを示す変化フラグ205 と、データセル20
0 の連鎖関係を示すリスト（データセルリスト）を構成
するためのリストポインタ206 とを設ける。

【００２６】また、最後の編集処理以前から存在するデ
ータセルのリスト（主データセルリスト）を指す主デー
タセルリストポインタ207(図４（ａ）参照）と、最後の
編集処理によって新たに生成されたデータセルのリスト
（新規データセルリスト）を指す新規データセルリスト
ポインタ208(図４（ｂ）参照）と、最後の編集処理によ
って形状の定義に不要となったデータセルのリスト（削
除データセルリスト）を指す削除データセルリストポイ
ンタ209(図４（ｃ）参照）とを設ける。

【００２７】指示受付手段11が編集処理の指示を受け付
けると、アンドゥ準備手段15は、削除データセルリスト
ポインタ209 が指すリストの総てのデータセル200 を消
去し、新規データセルリストポインタ208 が指すリスト
を、主データセルリストポインタ207 が指すリストに挿
入し、主データセルリストポインタ207 が指すリストの
全データセル200 のうち、変化フラグ205 がセットされ
ているデータセル200について、現在値格納部201 の内
容を直前値格納部202 に複写し、変化フラグ205 をリセ
ットする。そして、編集処理手段14は、指示受付手段11
が受け付けたユーザの指示に応じて、編集処理を実行す
る。編集処理によって、主データセルリスト中のデータ
セル200 に格納されたデータが変化する場合、変化フラ
グ205 をセットし、現在値格納部201 の内容を変更す
る。編集処理によって新たなデータセル200 が生成され
る場合、不変値格納部203 及び現在値格納部201 の内容
を設定し、変化フラグ205 をセットし、その新たなデー
タセル200 を新規データセルリストに挿入する。編集処
理によって、主データセルリスト内のデータセル200が
不要となった場合、そのデータセル200 を主データセル
リストから削除し、削除データセルリストに挿入する。

【００２８】指示受付手段11がアンドゥの指示を受け付
けると、アンドゥ処理手段16は、新規データセルリスト
ポインタ208 と削除データセルリストポインタ209 とを
入れ替える。また、すべてのデータセルリストにおける
全データセル200 の中で、変化フラグ205 がセットされ
ているものについては、現在値格納部201 と直前値格納
部202 との内容を入れ替える。

【００２９】編集処理またはアンドゥ処理が実行された
場合、形状表示手段13は、主データセルリスト及び新規
データセルリストの内容に基づいて、処理実行後の物体
形状を表示する。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して具体的に説明する。

【００３１】（第１の実施の形態）図５は、本発明の第
１の実施の形態（第１例）における三次元形状編集装置
の外観構成図であり、図において30はコンピュータ本体
である。コンピュータ本体30には、キーボード31及びデ
ィスプレイ32が接続されており、マウス33はユーザによ
り操作される。このマウス33の操作で三次元物体の形状
を編集して三次元空間の透視図を生成する処理がコンピ
ュータ本体30において行なわれ、その処理で得られた透
視図画像はディスプレイ32の画面上に表示される。

【００３２】図６は第１例でのデータ構造を示す説明
図、図７は第１例でのデータ内容を示す説明図である。
編集の対象となる三次元物体のポリゴンデータはリング
（三次元空間内に配列され辺の数が各々同一な多角形平
面）のリストの先頭と最後へのリンクデータＤ１を内容
としている。そして各リングデータは、隣合うリングへ
のリンクデータＤ２，頂点の位置を示す頂点データへの
リンクデータＤ３，リングの位置及び方向を示す行列デ
ータＤ４，リングに外接する長方形のデータＤ５，リン
グが選択されているか否かの状態を示すデータＤ６で形
成されている。さらに、各頂点データは、リング座標系
におけるリング頂点の座標データＤ７，画面座標系にお
けるリング頂点の座標データＤ８（以上は頂点に関する
データ）で形成されている。なお、その他のデータとし
てはカメラ座標を定義する行列データＤ９が用意されて
いる。

【００３３】図８は、第１例の処理内容を示すフローチ
ャートであり、これを参照して第１例の動作について説
明する。ユーザは最初に三次元物体のパラメータを指定
してその初期形状を生成させる（ステップＳ１）。その
際にはリングの数，リングの頂点数（全てのリングに共
通），三次元物体の外寸（縦，横，高さの寸法），三次
元物体の形態（球，円柱，角柱など）に関するパラメー
タを指定する。

【００３４】表示モードが、形状モードであるか、リン
グモードであるかを判定する（ステップＳ２）。形状モ
ードである場合には、その形状をディスプレイ32の画面
に表示し、具体的には多面体の三次元図形を１枚の透視
図で表示して（ステップＳ３）、ステップＳ４に進む。
一方、リングモードである場合には、リングをディスプ
レイ32の画面に表示し、具体的には辺及び頂点の数が各
々同一な多角形平面を三次元空間内に配列した内容を１
枚の透視図で表示する（ステップＳ５）。その後、マウ
ス33によるユーザからの編集指示に従ってリング内容を
編集して（ステップＳ６）、ステップＳ４に進む。ステ
ップＳ４では、処理を終了するか否かが判断され、終了
しない場合にはステップＳ２に戻る。

【００３５】図９はリング内容を表示した編集画面を示
す模式図であり、図10は多面体の三次元図形の形状表示
例を示す模式図である。例えばユーザは、五角柱の形状
とされた三次元物体を初期生成し（ステップＳ１）、そ
のリング表示（図９参照）を行なわせた後に（ステップ
Ｓ５）、その表示内容を編集する（ステップＳ６）。そ
して、この編集結果を形状表示（図10参照）で確認する
（ステップＳ３）。

【００３６】図11は、三次元図形の編集処理（図８のス
テップＳ６）を示すフローチャートである。以下、その
図11及び図９を用いて第１例の具体的な動作を説明す
る。

【００３７】この編集処理は図９のメニューバー20に設
けられた所定のボタンをユーザがマウスクリックするこ
とにより開始される。画面の左側にはボタン23a, 23b,
23c,23d, 23e, 23f, 23g, 23hと、ボリューム23i とが
縦並びで表示される。なお、それらの右側には辺及び頂
点の数が各々同一な多角形平面のリング24（図９におい
ては計６枚）を三次元空間内に配列した１枚の透視図が
表示されている（リング表示）。各リング24はシェーデ
ィング表示され、それらの頂点は図７の行列データＤ４
で定義される同一の平面上に配置される。

【００３８】また、画面上には三次元空間内で互いに直
交する３本の座標軸26が表示されており、マウスカーソ
ル25の指示点と３本の座標軸26の交点とが一致するよう
に、マウスカーソル25の移動に伴って座標軸26も移動す
る。

【００３９】ここでリング24を移動する場合には、リン
グ選択／移動ボタン23a ，リング拡大／縮小ボタン23b
またはリング回転ボタン23c をマウスクリックしてリン
グ編集モードに入った後に、移動すべきリング24上でマ
ウスドラッグを開始する（ステップＳ10）。或いは、予
め対象となるリング24（複数可）をマウスクリックによ
り選択し、移動すべきリング24上でマウスドラッグを開
始する。

【００４０】移動の対象となるリング24は複数個を同時
に選択でき、このとき選択されたリング24に関する選択
状態データＤ６の値がＯＮに反転される。選択されたリ
ング24（図９においては上から２番目）にはこれに外接
する長方形27が表示される。この表示にはリング外接長
方形データＤ５及びカメラ座標定義行列データＤ９が使
用される。また、選択されたリング24自体もワイヤフレ
ーム表示される（図９参照）。

【００４１】マウスドラッグが開始されると、選択され
ているリング24の位置を示すデータＤ４がリアルタイム
に更新され、これらのリング24が何れかの座標軸26に平
行または何れか２本の座標軸によって定まる座標平面に
平行に移動される（ステップＳ11）。そして、何れの軸
または平面が選択されるかは、リング移動方向切替ボタ
ン23g によって設定される。

【００４２】リング24を拡大または縮小する場合には、
リング拡大／縮小ボタン23b をマウスクリックしてリン
グ拡大／縮小モードに入り、対象となるリング24をマウ
スクリックすることにより選択し、対象のリング24に外
接して表示されている長方形27の辺または頂点のマウス
ドラッグを開始する（ステップＳ10）。長方形27の辺の
マウスドラッグが開始されたときには、対向辺または長
方形中心を支点として１方向へ、また、頂点のマウスド
ラッグが開始されたときには、対向の頂点または長方形
中心を支点として相似的に、選択されているリング24が
拡大されるかまたは縮小される（ステップＳ12）。

【００４３】その際にはリング外接長方形データＤ５，
リング座標系の頂点位置座標データＤ７，画面座標系の
頂点位置座標データＤ８がリアルタイムに更新される。
さらに、複数のリング24が選択されていた場合には、何
れかのリング24について外接表示されていた長方形27の
辺または頂点をドラッグすることにより、このときに選
択されていた全てのリング24が同時に拡大または縮小す
る。

【００４４】リング24を回転する場合には、リング回転
ボタン23c をマウスクリックしてリング回転モードに入
り、対象となるリング24をマウスクリックすることによ
り選択し、対象のリング24に外接して表示されている長
方形27の辺または頂点のマウスドラッグを開始する（ス
テップＳ10）。辺のマウスドラッグが開始されたときに
は、そのドラッグ辺と平行で対向辺または長方形中心を
通過する直線を軸として、また、頂点のマウスドラッグ
が開始されたときには、長方形面に垂直で対向の頂点ま
たは長方形中心を通過する直線を軸として、選択されて
いるリング64が回転する（ステップＳ13）。その際に
は、リング座標系定義行列のデータＤ４がリアルタイム
に更新され、複数のリング24が選択されていた場合に
は、何れかのリング24についてのドラッグで、このとき
に選択されていた全てのリング24が同時に回転する。

【００４５】リング24を追加する場合には、対象となる
リング24をマウスクリックすることにより予め選択する
（ステップＳ10）。次いでメニューバー20の編集ボタン
28をマウスクリックしてメニュー（図示は省略）を開
き、「前に追加」または「後に追加」のメニュー項目を
選択する。この操作が行なわれると、既に選択されてい
るリング24の前または後に新たなリング24が生成される
（ステップＳ14）。リング24の前後関係は図６における
リングリストの順序で定まる。追加されるリング24の位
置，向き，各頂点の座標は前後のリング24に関するデー
タ値を補間して定め、その新たなリング24のデータは前
後のリング24のデータ値の間へ挿入される。

【００４６】リング24を削除する場合にも、対象となる
リング24をマウスクリックすることにより予め選択する
（ステップＳ10）。さらにメニューバー20の編集ボタン
28をマウスクリックしてメニュー（図示は省略）を開
き、「削除」のメニュー項目を選択する。この操作が行
なわれると、既に選択されていたリング24に関するデー
タが削除され、画面表示からも削除される（ステップＳ
15）。

【００４７】そして頂点を移動してリング24を変形する
場合には、対象となるリング24をマウスクリックするこ
とにより予め選択してから、頂点移動ボタン23d をマウ
スクリックして頂点移動モードに入り、対象のリング24
をワイヤフレーム表示させる（ステップＳ10）。次い
で、ワイヤフレーム表示中のリング24における何れかの
頂点をマウスドラッグし、その頂点を移動させる（ステ
ップＳ16）。このときにマウスドラッグの頂点はリング
平面上を移動する。そして、リング座標系の頂点位置座
標データＤ７，画面座標系の頂点位置座標データＤ８が
リアルタイムに更新される。また、複数のリング24が選
択されている場合には、それらリング24の頂点で、ドラ
ッグ中の頂点と対応したものも同時に自身のリング平面
上を各々移動する。

【００４８】頂点を追加してリング24を変形する場合に
は、対象となるリング24をマウスクリックすることによ
り予め選択してから、頂点追加ボタン23e をマウスクリ
ックして頂点追加モードに入り、対象のリング24をワイ
ヤフレーム表示させる（ステップＳ10）。次いで、ワイ
ヤフレーム表示されているリング24におけるいずれかの
辺をマウスクリックし、そのマウスクリック位置に頂点
を追加する（ステップＳ17）。このときにマウスドラッ
グが行なわれると、追加された頂点はリング平面上を移
動する。そして、リング座標系の頂点位置座標データＤ
７，画面座標系の頂点位置座標データＤ８がリアルタイ
ムに更新される。頂点が追加されたとき、他の全てのリ
ング24について該当の位置へ頂点が追加される。複数の
リング24が選択されている場合、選択されているリング
については、ドラッグ中の頂点と対応した頂点が同時に
自身のリング平面上を各々移動する。なお、新たに追加
される頂点のデータは両側に存在する頂点のものを補間
することにより求められており、図６の頂点行列におい
て、同一の列位置へ一括して挿入される。

【００４９】頂点の削除でリング24を変形する場合に
は、対象となるリング24をマウスクリックすることによ
り予め選択してから、頂点削除ボタン23f をマウスクリ
ックして頂点削除モードに入り、対象のリング24をワイ
ヤフレーム表示させる（ステップＳ10）。次いで、ワイ
ヤフレーム表示されているリング24における何れかの頂
点をマウスクリックし、その頂点の削除を指示する（ス
テップＳ18）。このときに、他の全てのリング24におい
て対応する頂点が同時に削除される。削除される頂点の
データは図６の頂点行列における同一の列位置から除去
される。

【００５０】なお、以上のような各種の編集処理は、ス
テップＳ19でＮＯとすることにより、繰り返して行なう
ことができ、種々の編集処理を施した結果は図10に示す
ような形状表示から最終的に確認される。なお、上述し
た各種の編集処理において、それぞれの編集モードに入
る動作と、編集対象のリング24を選択する動作との順序
は、どちらが先であっても良い。

【００５１】以上説明したように第１例によれば、編集
の対象となるリング24が三次元空間内に配列され辺の数
が各々同一な多角形平面の集合とされ、編集時にはこれ
らの多角形平面が三次元空間上に配列されて透視図の上
に表示されるので（図９参照）、ユーザはその１枚の透
視図表示からリング24の正確な形状を直観的に把握でき
る。しかも、各多角形平面の辺を直線包絡して多面体の
リング24を表現した結果を表示出力させることにより
（図10参照）、ユーザはより容易にしかも正確にその形
状を確認することが可能となる。

【００５２】更に、ユーザが上記の透視図上において何
れかのリング24，頂点を編集すると、そのリング24，頂
点位置に関する記憶内容が更新されるとともに、これと
関連した他のリング24，頂点に関する記憶内容も自動的
に更新される。従って、三次元物体の形状の編集作業を
きわめて容易にかつ効率良く行なうことが可能となる。

【００５３】（第２の実施の形態）以下、本発明の第２
の実施の形態（第２例）について説明する。第２例にお
ける三次元形状編集装置の外観構成は、前述した第１例
の構成（図５参照）と同様である。また、図12は、第２
例における三次元形状編集装置のシステム構成図であ
る。図12において、40はデータバスであり、データバス
40を介して、図５のコンピュータ本体30に相当するＣＰ
Ｕ41と、コンピュータ本体30に内蔵されているメモリと
しての記憶装置42と、図５のディスプレイ32に相当する
表示装置43と、図５のキーボード31, マウス33に相当す
る入力装置44と、データベースとしての外部記憶装置45
とのアクセスが可能である。

【００５４】図13は、第２例における形状編集画面を示
す図である。マウスカーソル51を移動させて編集機能選
択ボタン52を指示することによって編集機能を選択し、
マウスカーソル51で画面を指示しながら編集指示入力を
行う。また、図14は、第２例において使用しているデー
タセル200 の内部構成の具体例を示す図である。更に、
図15は、第２例における三次元物体の形状定義のための
データ構造を示す図である。図15においては、面から頂
点へのリンク及びアンドゥ処理のためのデータセルリス
トのリンクは省略している。

【００５５】次に、第２例の特徴部分である形状編集処
理及びアンドゥ処理の詳細について説明する。

【００５６】第２例にあって、ある時点における形状
は、主データセルリスト（図４（ａ））及び新規データ
セルリスト（図４（ｂ））に属するデータセル200 の現
在値格納部201 及び不変値格納部203 に記憶されている
データによって定義されている。これらのデータセル20
0 のうち、変化フラグ205 がセットされていない（零で
ある）ものは、現在値格納部201 と直前値格納部202 と
の内容は同一である。削除データセルリスト（図４
（ｃ））の内容は、この時点での形状の定義には使用さ
れていない。

【００５７】図16は、第２例における編集処理の手順を
示すフローチャートである。まず、編集指示を受け付け
る（ステップＳ21）。そして、削除データセルリストの
内容を削除して、データセル200 の記憶領域を解放し、
次に、新規データセルリストのデータセル200 を主デー
タセルリストに組み込ませる（ステップＳ22）。これに
より、この時点での形状は、主データセルリスト内のデ
ータセル200 の現在値格納部201 及び不変値格納部203
に記憶されているデータのみによって、全て定義され
る。

【００５８】さらに、主データセルリスト内のデータセ
ル200 のうち、変化フラグ205 がセットされているもの
（非零である）全てについて、現在値格納部201 の内容
を直前値格納部202 に複写し、変化フラグ205 をリセッ
トする（ステップＳ23）。これによって、主データセル
リスト内の全てのデータセル200 において、現在値格納
部201 と直前値格納部202 との内容は同一となり、変化
フラグ205 はリセット（零である）状態となる。ここま
でが、編集処理の準備段階でる。

【００５９】続いて、編集処理を実施する。形状定義の
ために新たに使用を開始するデータセル200 のための記
憶領域を確保し、現在値格納部201 と不変値格納部203
との内容を設定すると共に、編集指示に基づいて変更さ
れる値については、各データセル200 の現在値格納部20
1 の内容を変更する（ステップＳ24）。現在値格納部20
1 の内容の変更を受けたデータセル200 については、変
化フラグ205 がセットされる。形状定義に使用されなく
なったデータセル200 は、主データセルリストから削除
データセルリストに移される。新たに追加されるデータ
セル200 は、新規データセルリストに挿入される。

【００６０】最後に、以上のような編集処理によって更
新されたデータに基づいて新しい形状が表示される（ス
テップＳ25）。

【００６１】このような編集処理の結果、編集処理直前
の形状データは、主データセルリスト及び削除データセ
ルリスト内のデータセル200 の直前値格納部202 及び不
変値格納部203 に記憶され、編集処理後の形状データ
は、主データセルリスト及び新規データセルリスト内の
データセル200 の現在値格納部201 及び不変値格納部20
3 に記憶される。

【００６２】図17は、第２例におけるアンドゥ処理の手
順を示すフローチャートである。まず、アンドゥ指示を
受け付ける（ステップＳ31）。そして、新規データセル
リストポインタ208 と削除データセルリストポインタ20
9 との内容を入れ替える（ステップＳ32）。続いて、各
データセルリストの全データセル200 のうち、変化フラ
グ205 がセットされているものについて、現在値格納部
201 と直前値格納部202 との内容を入れ替える（ステッ
プＳ33）。以上のようなアンドゥ処理によって更新され
たデータに基づいて新しい形状が表示される（ステップ
Ｓ34）。

【００６３】このようなアンドゥ処理の結果、アンドゥ
処理直前の形状データは、主データセルリスト及び削除
データセルリスト内のデータセル200 の直前値格納部20
2 及び不変値格納部203 に記憶され、アンドゥ処理後の
形状、即ちアンドゥ処理の直前に行われた編集処理また
はアンドゥ処理の直前の形状データは、主データセルリ
スト及び新規データセルリスト内のデータセル200 の現
在値格納部201 及び不変値格納部203 に記憶される。

【００６４】以上のような編集処理，アンドゥ処理にお
いて、一度使用を開始したデータセル200 のアドレス
は、そのデータセル200 の使用を終了するまで変化しな
い。従って、アンドゥ処理時にデータセル200 相互間の
ポインタ（図14に示す接続情報を示すポインタ）を付け
直す必要が無い。

【００６５】アンドゥ処理を２回以上連続して実行した
場合、最後に実行したアンドゥ処理の後に定義される形
状は、その直前のアンドゥ処理の直前の形状となること
は言うまでもない。

【００６６】次に、第２例を用いた形状編集処理の具体
例と、その形状編集処理に伴う内部データの変化例とに
ついて説明する。

【００６７】図18は、形状編集処理に伴って変化する形
状を示す図である。図18において、実線矢印は１つの編
集処理を示し、破線矢印は１つのアンドゥ処理を示して
いる。図18（ａ）に示す第１状態では、４個の頂点（V
0, V1, V2, V3）を有する四角形が定義されている。図1
8（ｂ）に示す第２状態では、第１状態から頂点V0を削
除して新たに頂点V4を設定し、四面体が定義されてい
る。頂点V1, V3は、隣合っていた頂点V0が削除されたた
め、頂点の接続関係を定義した情報が更新され、それぞ
れ頂点V1a, V3aとなっている。

【００６８】図18（ｃ）に示す第３状態は、第２状態に
頂点V5, V6を追加して五面体とし、同時に頂点V4の位置
を変更して頂点V4a としたものである。図18（ｄ）に示
す第４状態は、第３状態からアンドゥ処理を実行した結
果の形状を示しており、第２状態と同じ形状が復元され
ている。また、第４状態からアンドゥ処理を施すと、第
３状態に戻る。

【００６９】図19は、上述の図18に示した形状編集処理
を行った場合の図４に対応する内部データの変化を示し
ている。但し、図19では頂点データのみについて表して
いる。図19（ａ）は、第１状態（図18（ａ）に対応）か
ら第２状態（図18（ｂ）に対応）に移行した後の編集処
理前の状態である。ここで、編集操作を行うと図16のス
テップＳ22及びＳ23の処理によって、図19（ｂ）に示す
ようになり、更に図16のステップＳ24の処理によって、
第３状態（図18（ｃ）に対応）における図19（ｃ）の状
態となる。次に、この第３状態から図17のステップＳ32
及びＳ33のアンドゥ処理を施すと、図19（ｄ）に示すよ
うな状態となる。この図19（ｄ）の状態で定義される形
状は、図19（ａ）の状態で定義される形状と同じであ
る。更に、この状態から図17のステップＳ32及びＳ33の
アンドゥ処理を施すと、再び図19（ｃ）の状態となる。

【００７０】以上説明したように第２例によれば、形状
を記憶するためのデータ構造及びアンドゥの対象となる
編集処理の種類とは無関係に、常に同一の処理手順でア
ンドゥ処理及びその準備を行うことができる。これによ
り、形状編集処理の種類ごとにアンドゥ処理及びその準
備のための処理を開発する必要が無くなり、プログラム
の開発効率及び保守性が向上し、プログラムのバージョ
ンアップ，新機能の追加も容易となる。特に、対話型の
三次元形状編集装置では、ポインタを多用した複雑なデ
ータ構造によって三次元形状を表現する必要があるが、
第２例により、アンドゥのための処理がデータ構造と無
関係になるため、上記の点で特に有利である。また、現
在値格納部，直前値格納部に加えて不変値格納部を設
け、データセルに格納するデータを、編集により変化す
るものとそうでないものとに区別することにしたので、
データの不要な複写及び重複を避け、処理効率及びメモ
リ効率の向上を図ることができる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように第１〜第３発明（第
１例）の対話型の三次元形状編集装置によれば、１枚の
透視図で三次元空間が表現され、その１枚の透視図上に
おいて何れかの頂点を編集すると、これに関連した他の
頂点の編集も自動的に行なわれるので、三次元物体の形
状編集作業をより効率良く行なうことが可能となる。

【００７２】また、第４〜第７発明（第２例）の対話型
の三次元形状編集装置によれば、あらゆる種類の編集処
理に対して常に同一の処理手順でアンドゥ処理及びその
準備を行うことができ、多様な編集処理に対応できるア
ンドゥ機能を発揮することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１〜第３発明（第１例）の原理説明図であ
る。

【図２】第４〜第７発明（第２例）の原理説明図であ
る。

【図３】第２例の形状情報記憶手段におけるデータ構造
（データセルの内部構成）図である。

【図４】第２例の形状情報記憶手段におけるデータ構造
（データセルリスト）図である。

【図５】第１，第２例の外観構成図である。

【図６】第１例でのデータ構造を示す説明図である。

【図７】第１例でのデータ内容を示す説明図である。

【図８】第１例の処理動作を説明するフローチャートで
ある。

【図９】第１例における編集画面を示す模式図である。

【図１０】第１例における形状表示例を示す模式図であ
る。

【図１１】第１例における編集処理を示すフローチャー
トである。

【図１２】第２例のシステム構成図である。

【図１３】第２例における形状編集画面を示す図であ
る。

【図１４】第２例におけるデータセルの具体的な内部構
成例を示す図である。

【図１５】第２例におけるデータ構造の説明図である。

【図１６】第２例における編集処理の手順を示すフロー
チャートである。

【図１７】第２例におけるアンドゥ処理の手順を示すフ
ローチャートである。

【図１８】第２例における形状編集処理の具体例を示す
図である。

【図１９】第２例における形状編集処理に伴う内部デー
タの変化例を示す図である。

【図２０】従来の三次元形状編集装置の構成図である。

【符号の説明】

１多角形頂点位置記憶手段２多角形配列表示手段３編集指示受付手段４多角形頂点位置更新手段５多角形頂点位置変更手段６多角形頂点位置消去手段７多角形頂点位置追加手段 11 指示受付手段 12 形状情報記憶手段 13 形状表示手段 14 編集処理手段 15 アンドゥ準備手段 16 アンドゥ処理手段 30 コンピュータ本体 31 キーボード 32 ディスプレイ 33 マウス 40 データバス 41 ＣＰＵ 42 記憶装置 43 表示装置 44 入力装置 45 外部記憶装置 200 データセル 201 現在値格納部 202 直前値格納部 203 不変値格納部 204 一時値格納部 205 変化フラグ 206 リストポインタ 207 主データセルリストポインタ 208 新規データセルリストポインタ 209 削除データセルリストポインタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者太田雅明神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者松本均神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者進藤秀郎東京都稲城市大字大丸1405番地株式会社富士通パソコンシステムズ内 (72)発明者大江和久東京都稲城市大字大丸1405番地株式会社富士通パソコンシステムズ内 (72)発明者長井友一東京都稲城市大字大丸1405番地株式会社富士通パソコンシステムズ内 (56)参考文献特開平２−19975（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06T 17/00 - 17/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画面に表示された三次元物体の形状を対
話形式にて編集する装置において、三次元空間内に配列
され、辺の数が同一である多角形平面の各々について全
頂点の位置を対応させて記憶する多角形頂点位置記憶手
段と、対応して記憶されている位置を順に結ぶことで形
成される各多角形平面の配列を透視図上に表示する多角
形配列表示手段と、各多角形平面の辺を直線包絡して表
現される多面体の三次元物体に対する編集指示を受け付
ける編集指示受付手段と、受け付けられた編集指示が特
定する頂点及び該頂点に関連した他の頂点の位置記憶内
容を更新する多角形頂点位置更新手段とを備えることを
特徴とする三次元形状編集装置。
【請求項２】前記多角形頂点位置更新手段が、受け付
けられた編集指示が示す頂点又は受け付けられた編集指
示が示す多角形平面に属した頂点の位置記憶内容を変更
する多角形頂点位置変更手段と、受け付けられた編集指
示が示す頂点の位置、及び、該頂点に対応した他の多角
形平面における頂点または受け付けられた編集指示が示
す多角形平面に属した頂点の位置を、記憶内容から消去
する多角形頂点位置消去手段とを含むことを特徴とする
請求項１記載の三次元形状編集装置。
【請求項３】前記多角形頂点位置更新手段が、更に、
受け付けられた編集指示が示す位置、及び、他の多角形
平面における対応した位置または受け付けられた編集該
指示が示す多角形平面の配列内位置に頂点を生成して、
生成頂点の位置を記憶内容に追加する多角形頂点位置追
加手段を含むことを特徴とする請求項２記載の三次元形
状編集装置。
【請求項４】画面に表示された三次元物体の形状を対
話形式にて編集する装置において、指示を受け付ける指
示受付手段と、前記三次元物体の形状を特定する情報を
格納する複数のデータセルを単位として、物体の形状を
記憶し、前記各データセル内に、形状の情報を格納する
現在値格納部と、最後に行われた編集処理またはアンド
ゥ処理の前に前記現在値格納部に格納されている情報を
複製して格納する直前値格納部と、データセルの連鎖関
係を示すリストを構成するためのポインタとを有し、最
後の編集処理によって新たに生成されたデータセルのリ
ストへのポインタと、最後の編集処理の前から存在する
データセルのリストへのポインタと、最後の編集処理に
よって三次元物体の形状の定義が不要となったデータセ
ルのリストへのポインタとを設けた形状情報記憶手段
と、現在の形状を表示する形状表示手段と、前記指示受
付手段で受け付けられた指示に応じて前記形状情報記憶
手段に記憶された形状に編集処理を施す編集処理手段
と、編集処理及びアンドゥ処理を実行する際に、その処
理の直前の形状を復元するために必要な情報を前記形状
情報記憶手段に記録するアンドゥ準備手段と、前記形状
情報記憶手段に記憶された情報に基づいて、最後に行わ
れた編集処理の直前の形状を復元するアンドゥ処理手段
とを備えることを特徴とする三次元形状編集装置。
【請求項５】前記各データセル内に、そのデータセル
の前記現在値格納部と前記直前値格納部との格納内容が
一致しているか否かを示す変化フラグを有することを特
徴とする請求項４記載の三次元形状編集装置。
【請求項６】前記各データセル内に、データセルを生
成した後はそのデータセルを抹消するまでは変化しない
情報を格納する不変値格納部を有することを特徴とする
請求項４記載の三次元形状編集装置。
【請求項７】前記各データセル内に、編集処理または
形状表示のために一時的に使用する情報を格納する一時
値格納部を有することを特徴とする請求項４記載の三次
元形状編集装置。