JP3082267B2 - 3-dimensional figure indicating device - Google Patents

3-dimensional figure indicating device

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JP3082267B2 JP03055268A JP5526891A JP3082267B2 JP 3082267 B2 JP3082267 B2 JP 3082267B2 JP 03055268 A JP03055268 A JP 03055268A JP 5526891 A JP5526891 A JP 5526891A JP 3082267 B2 JP3082267 B2 JP 3082267B2
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【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、3次元形状設計支援システムなどにおいて、ディスプレイ上の図形を迅速かつ容易に指示するための、3次元図形指示装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION This invention is in such a three-dimensional shape design support system, for instructing the graphics on the display quickly and easily, to a three-dimensional graphic indicating device.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、ディスプレイに表示された3次元図形の図形要素(面、稜線、頂点)を指示する際には、 Conventionally, graphical elements of the three-dimensional figure that is displayed on the display (surface, edge line, vertex) when instructing the can,
まず図形全体を平行移動や回転移動させるか、あるいは視線および視点を変更して、指示したい図形要素が見えるように再表示した後、マウスに代表される2次元入力デバイス(2次元ロケーター)を利用して、ディスプレイ上のカーソルを指示したい図形要素へ移動することにより実現している。 First or moved in parallel and rotational movement of the entire figure, or by changing the line of sight and viewpoint, after the graphic element is re-displayed so as to appear to be indicated, use of the 2-dimensional input devices represented by a mouse (two-dimensional locator) and it is realized by moving the graphic element to be instructed to the cursor on the display.

【0003】また、スペースボール(参考文献:Com [0003] In addition, space ball (Reference: Com
puter Graphics PRINCIPLES puter Graphics PRINCIPLES
AND PRACTICE [second edi AND PRACTICE [second edi
tion],1990)と呼ばれる3次元入力デバイス(3次元ロケーター)を利用して、カーソルを3次元空間内で移動させることによって図形要素を直接指示する方法がある。 tion], 1990) by using the three-dimensional input device (three-dimensional locator) called, there is a method of instructing the graphic elements directly by moving the cursor in a 3D space.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、2次元ロケーターを利用する従来手法では、図形の移動あるいは視線および視点の変更とカーソルの移動という2段階の操作が必要であり、迅速な図形指示が行えない。 However [0005] In the conventional method using a two-dimensional locator, a required movement or line of sight and the view change and move two steps of operation of the cursor graphic, it can be done faster graphic instructions Absent. 例えば、図16に示すように、図16(a)の如く表示されている直方体1001の面1002を指示したい場合には、まず直方体1001を回転させて図16(b)のように表示した後、カーソル1003で面1002を指示する必要がある。 For example, as shown in FIG. 16, when it is desired to direct the surface 1002 of a rectangular parallelepiped 1001 being displayed as shown in FIG. 16 (a), first, a rectangular parallelepiped 1001 is rotated after displaying as shown in FIG. 16 (b) , there is a need to tell the face 1002 with the cursor 1003.

【0005】また、3次元ロケーターを利用する従来手法では、カーソルが3次元空間内のどの位置に存在しているのかを把握しにくいため、容易に図形指示を行うことができないという問題点がある。 [0005] In the conventional technique of using 3D locator, since hard to track whether the cursor is present at any position in the three-dimensional space, easily there is a problem that it is impossible to perform the graphic instruction . 例えば、図17に示すように直方体1001とカーソル1003とが表示されている場合、カーソル1003が面1004あるいは面1005のいずれを指示しているのかが不明確である。 For example, if the cuboid 1001 and the cursor 1003 is displayed as shown in FIG. 17, whether the cursor 1003 is instructed to either surface 1004 or surface 1005 is unclear. また、カーソルは面上に存在するという保証がないために、実際にはカーソルがどの図形要素も指示していない場合も起こり得る。 Further, the cursor for there is no guarantee that exists on the surface, in fact, may occur if not also instructed how graphic elements are cursor.

【0006】これに対して本発明は、2次元入力デバイスの操作により移動するカーソルを、常に3次元図形の表面上に存在させることにより、迅速かつ容易に図形指示を行える3次元図形指示装置を提示することを目的とする。 [0006] The present invention contrast, the cursor is moved by operation of the two-dimensional input device, always by the presence on the surface of the three-dimensional graphic, a three-dimensional graphic indicating device capable of performing quick and easy graphical indication presented an object of the present invention is to.

【0007】 [0007]

【課題を解決するための手段】第1の発明の3次元図形指示装置は、3次元図形を2次元入力デバイスで指示する装置において、2次元入力デバイスを操作することによって得らえる変位量を計測する変位量計測部と、前記変位量計測部で計測された変位量を格納しておく変位量記憶部と、3次元空間における位置を指示するカーソルの座標を格納しておくカーソル位置記憶部と、3次元図形のデータを格納しておく図形データ記憶部と、前記変位量記憶部と前記カーソル位置記憶部の値から移動後のカーソル座標を算出して前記カーソル位置記憶部に書き込みカーソルが存在する図形を前記図形データ記憶部の中から探索する図形探索部と、前記図形探索部で選択された図形の情報を格納しておく指示図形記憶部と、視線および視点の値を Means for Solving the Problems] three-dimensional graphic indicating device of the first aspect of the invention is a device for instructing a three-dimensional graphic in 2-dimensional input device, the resulting Rael displacement by operating the two-dimensional input device a displacement amount measuring unit that measures the displacement amount and the displacement amount storage unit for storing the displacement amount measured by the measurement unit, the cursor position storage unit for storing the coordinates of the cursor to indicate the position in 3-dimensional space When the graphic data storing unit for storing data of a three-dimensional figure, the displacement amount write cursor calculates the cursor coordinates after the movement to the cursor position storage unit and the storage unit from the value of the cursor position storage unit a graphic search unit for searching for a graphic that exists among the graphic data storage unit, and instructing the graphic storage unit for storing information of the selected shape in the graphic search unit, the value of the sight line and the viewpoint 納しておく視線視点記憶部と、前記視線視点記憶部の値に基づいて前記図形データ記憶部で定義された3次元形状の投影画像を生成して表示デバイスに出力する3次元画像生成部とを備えることを特徴とする。 Gaze viewpoint storing unit to keep paid, and the gaze viewpoint three-dimensional image generating unit for outputting generated to the display device the projected image based on the value of the storage unit three-dimensional shape defined by said figure data storage unit characterized in that it comprises a.

【0008】第2の発明の3次元図形指示装置は、第1 [0008] 3-dimensional figure indicating device of the second invention, the first
の発明の3次元図形指示装置において、前記図形探索部に接続され、3次元空間内の仮想的な軸の位置を格納する仮想軸記憶部を備えることを特徴とする。 In three-dimensional graphic pointing device of the invention, which is connected to the graphic search unit, characterized in that it comprises the imaginary axis storage unit for storing the position of the virtual axis in the three-dimensional space.

【0009】第3の発明の3次元図形指示装置は、第1 [0009] 3-dimensional figure indicating device of the third invention, first
の発明の3次元図形指示装置において、視線を算出するために用いる3次元空間内の一点の座標を格納しておく視線算出用補助点記憶部と、視点を算出するために用いるデータを格納しておく視点算出用補助データ記憶部と、前記視線算出用補助点記憶部と前記視点算出用補助データ記憶部と前記カーソル位置記憶部との値から視線ベクトルおよび視点の位置を算出して前記視線視点記憶部に格納する視線視点算出部とを備えることを特徴とする。 In three-dimensional graphic indicating device of the invention, to store a line-of-sight calculation auxiliary point storage unit for storing the coordinates of a point in three-dimensional space to be used for calculating the line of sight, the data used to calculate the viewpoint and viewpoint calculation auxiliary data storage unit previously, the calculate the position of the visual line vector and the viewpoint and the line of sight calculation auxiliary point storage unit and the viewpoint is calculated auxiliary data storage unit from the value of the cursor position storage unit gaze characterized in that it comprises a sight viewpoint calculating unit to be stored in the viewpoint storing unit.

【0010】第4の発明の3次元図形指示装置は、第2 [0010] 3-dimensional figure indicating device of the fourth invention, the second
の発明の3次元図形指示装置において、視線を算出するために用いる仮想軸上の一点の座標を格納しておく視線算出用補助点記憶部と、視点を算出するために用いるデータを格納しておく視点算出用補助データ記憶部と、前記視線算出用補助点記憶部と前記視点算出用補助データ記憶部と前記カーソル位置記憶部との値から視線ベクトルおよび視点の位置を算出して前記視線視点記憶部に格納する視線視点算出部とを備えることを特徴とする。 In three-dimensional graphic indicating device of the invention, to store the line of sight calculation auxiliary point storage unit for storing the coordinates of a point on the imaginary axis used to calculate the line of sight, the data used to calculate the viewpoint the gaze viewpoint calculates the viewpoint calculation auxiliary data storage unit, the value positions of the sight line vector and the viewpoint from and the sight line calculation auxiliary point storage unit and the viewpoint is calculated auxiliary data storage unit and the cursor position storage unit put characterized in that it comprises a sight viewpoint calculating unit to be stored in the storage unit.

【0011】 [0011]

【作用】図12〜図15に示すように、直方体11上をカーソルが移動する場合を考えてみる。 [Action] As shown in FIGS. 12 to 15, consider the case where the upper cuboid 11 the cursor moves. カーソルはいずれの場合でも、3次元図形の表面上を移動する。 Cursor either case, it moves on the surface of the three-dimensional graphic. 図12 Figure 12
および図13は、マウスの移動時に図形の表示のされ方が変化しない場合であり、図14および図15は、マウスの移動に伴って図形の表示のされ方が変化する場合である。 And Figure 13 shows the case where how it was displayed graphic when moving the mouse does not change, 14 and 15, a case where how it was displayed graphic changes with the movement of the mouse. また、図12および図14は、マウスの移動方向とカーソルの移動方向とが一致する場合であり、図13 Further, FIGS. 12 and 14, a case where the moving direction of the moving direction and the mouse cursor is matched, 13
および図15は、一本の軸を仮定して、カーソルの移動方向を軸方向と軸回りの方向に限定しているために必ずしもマウスの移動方向とカーソルの移動方向とが一致するとは限らない場合である。 And 15, assuming a single axis, not necessarily the moving direction of the moving direction and the mouse cursor is matched to that limit the movement direction of the cursor in the axial direction and around the axis it is the case. ここでは、2次元入力デバイス(2次元ロケーター)としてマウスの使用を想定して説明を行うが、他の2次元ロケーターでも同様の作用がある。 Here, two-dimensional input device (two-dimensional Locator) mice using the assumed will be described as, but a similar effect in other 2 dimensional locator.

【0012】まず、図12および図13を用いて、図形の表示のされ方が変化しない場合を説明する。 [0012] First, with reference to FIGS. 12 and 13, illustrating a case where how it was displayed figure does not change. カーソル12 1付近の矢印は、マウスを前後左右に動かせたときにカーソル12 1が動く向きである。 Arrow cursor 12 around 1, the cursor 12 1 is oriented to move when not move back and forth and left and right mouse. このとき、図12 In this case, as shown in FIG. 12
に示すように、マウスの移動方向とカーソルの移動方向とが一致する場合には、異なる面間に渡ってマウスを移動させても、カーソルの移動方向は一定であるが、図1 As shown in the case where the moving direction of the moving direction and the mouse cursor is matched, even by moving the mouse over a different plane, the moving direction of the cursor is constant, Figure 1
3に示すように、カーソルの移動方向を仮想的な軸17 As shown in 3, the moving direction of the cursor imaginary axis 17
の軸方向と軸回りの方向に限定している場合には、稜線を経て異なる面内に入ると、カーソルの移動方向が変化する。 Of if you are limited to the axial direction and around the axis, upon entering the different surfaces via edge lines, the direction of movement of the cursor is changed. しかしながら、いずれの場合でも、マウスを動かすことで面13を指しているカーソル12 1をカーソル12 2の位置へ移動させて稜線14を指示することができる。 However, in any case, it is possible to instruct the ridge 14 of the cursor 12 1 is moved to the position of the cursor 12 2 pointing to surface 13 by moving the mouse. また、稜線14は直方体11の輪郭線16の一部であり、カーソルは図形上を移動するという制約があるために、カーソル12 2を領域15の方向へは移動させることはできない。 Further, ridge 14 is part of the outline 16 of a rectangular parallelepiped 11, the cursor due to the constraint of moving on graphics, it is not possible to move the cursor 12 2 in the direction of the region 15.

【0013】次に、図14および図15を用いて、図形の表示のされ方が変化する場合を説明する。 [0013] Next, with reference to FIGS. 14 and 15, illustrating a case where how it was displayed graphic changes. カーソル1 Cursor 1
1を矢印13 1の方向へ移動させようとマウスを動かせたとき、直方体11 1は直方体11 2のように表示され、カーソル12 1はカーソル12 2の位置へ移動する。 When 2 1 be moved the mouse tries to move in the arrow 13 first direction, cuboid 11 1 is shown as rectangular solid 11 2, the cursor 12 1 is moved to the position of the cursor 12 2. さらに、カーソル12 2を矢印13 2の方向へ移動させようとマウスを動かせたとき、直方体11 2は直方体11 3のように表示され、カーソル12 2はカーソル12 3の位置へ移動する。 Furthermore, when the allowed move the mouse tries to move the cursor 12 2 to arrow 13 second directions, cuboid 11 2 is shown as rectangular solid 11 3, the cursor 12 2 is moved to the position of the cursor 12 3. このように、カーソルが常に図形あるいはディスプレイの中央付近に位置するように図形を表示する。 Thus, to display the figure as the cursor is always positioned near the center of the graphic or display. このとき、カーソルの位置をディスプレイ上の一点に固定しておく、すなわち、カーソルがディスプレイ上のある定点に表示されるように、図形を回転させてあるいは視線および視点を変えて図形を表示することも可能である。 In this case, be fixed the position of the cursor to a point on the display, i.e., as the cursor is displayed at a fixed point with on the display, to display graphics by changing the or gaze and the view by rotating a figure it is also possible.

【0014】 [0014]

【実施例】図1〜図4は、本発明の実施例を示したブロック図である。 EXAMPLES 1 to 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【0015】第1の発明の3次元図形指示装置の一実施例を、図1を用いて説明する。 [0015] One embodiment of a three-dimensional graphic indicating device of the first invention will be described with reference to FIG. 変位量計測部102は、 Displacement measuring unit 102,
2次元入力デバイス101から送られてくる信号に基づき、2次元入力デバイスに与えられた変位量を計測して、測定値を変位量記憶部103に書き込む。 Based on that signal sent from the two-dimensional input device 101, by measuring the displacement amounts given to the two-dimensional input device, it writes the measured values ​​to the displacement amount storage unit 103. 例えば、 For example,
2次元入力デバイス101がマウスである場合には、マウス自身の移動量が変位量となり、2次元入力デバイス101がトラックボールの場合には、ボールの回転量が変位量となり、2次元入力デバイス101がジョイスティックの場合には、スティックの傾き量が変位量となる。 If 2-dimensional input device 101 is a mouse, the amount of movement of the mouse itself becomes a displacement amount when the two-dimensional input device 101 is a trackball, the amount of rotation of the ball becomes displacement, two-dimensional input device 101 There the case of joystick inclination amount of the stick is displacement. また、2次元入力デバイス101としてタブレットやダイヤルを利用することも可能である。 It is also possible to use a tablet or dial a two-dimensional input device 101. 図形探索部1 Graphic search unit 1
04は、カーソル位置記憶部105に格納されている3 04 is stored in the cursor position storage unit 105 3
次元空間(3次元図形上)における現在のカーソル位置の座標値と、変位量記憶部103に格納されている値とを読み込んで、図5のフローチャートに従い、図形データ記憶部107に保持されている図形要素(面、稜線、 Loading the coordinate values ​​of the current cursor position in the dimensional space (a three-dimensional graphics), and a value stored in the displacement storage unit 103, according to the flowchart of FIG. 5, is held in the graphic data storage section 107 graphic elements (surface, the ridge line,
頂点)の座標値や図形要素間の関係などの図形データを参照しながら、カーソルが位置する図形要素を選択すると同時にカーソルの移動後の位置を算出し、カーソルの新しい位置の座標値をカーソル位置記憶部105に、選択されたすなわちカーソルが指す図形要素を指示図形記憶部106に各々書き込む。 With reference to the graphic data, such as the relationship between the coordinate values ​​and graphical elements of the vertex), and calculates the position after the movement at the same time by selecting the graphic element where the cursor is positioned cursor, the cursor position coordinates of the new location of the cursor the storage unit 105, and writes each graphic element pointed to is selected that cursor indicating figure storage unit 106. 3次元画像生成部109 3-dimensional image generating unit 109
は、視線視点記憶部108に格納されている視線ベクトルの値および視点位置の座標値に基づいて、図形データ記憶部107から図形データを読み込んで3次元画像を生成すると同時に、カーソル位置記憶部105に書き込まれたカーソルの3次元座標データを読み込んでカーソルの2次元空間(ディスプレイ上)における位置を算出して、3次元画像とカーソルをディスプレイなどの表示デバイス110に出力する。 Based on the coordinate values ​​of the values ​​and the viewpoint position of the visual line vector stored in line-of-sight view point storage unit 108, and at the same time to generate a three-dimensional image by reading the graphic data from the graphic data storage section 107, the cursor position storage unit 105 Loading 3-dimensional coordinate data of the written cursor to calculate the position in two-dimensional space (on a display) of the cursor, and outputs the three-dimensional image and the cursor on the display device 110 such as a display.

【0016】第2の発明の3次元図形指示装置の一実施例を、図2を用いて説明する。 [0016] One embodiment of a three-dimensional graphic indicating device of the second invention will be described with reference to FIG. 変位量計測部102は、 Displacement measuring unit 102,
2次元入力デバイス101から送られてくる信号に基づき、2次元入力デバイスに与えられた変位量を計測して、測定値を変位量記憶部103に書き込む。 Based on that signal sent from the two-dimensional input device 101, by measuring the displacement amounts given to the two-dimensional input device, it writes the measured values ​​to the displacement amount storage unit 103. 第1の発明の3次元図形指示装置の実施例と同様に、2次元入力デバイス101としてマウスをはじめ種々のデバイスを利用することが可能である。 Similar to the embodiment of the three-dimensional graphic indicating device of the first invention, it is possible to use a variety of devices, including a mouse as a two-dimensional input device 101. 図形探索部104は、カーソル位置記憶部105に格納されている3次元空間(3 Graphic search unit 104, a three-dimensional space stored in the cursor position storage unit 105 (3
次元図形上)における現在のカーソル位置の座標値、変位量記憶部103に格納されている値、および仮想軸記憶部111に格納されている3次元空間に存在する仮想的な軸の位置の座標値を読み込んで、図6のフローチャートに従い、図形データ記憶部107に保持されている図形要素(面、稜線、頂点)の座標値や図形要素間の関係などの図形データを参照しながら、カーソルが位置する図形要素を選択すると同時に、カーソルの移動後の位置を算出し、カーソルの新しい位置の座標値をカーソル位置記憶部105に、選択されたすなわちカーソルが指す図形要素を指示図形記憶部106に各々書き込む。 Coordinates of the current cursor position on the dimension figures), the value stored in the displacement storage unit 103, and the position coordinates of the virtual axis existing in three-dimensional space stored in the virtual axis storage unit 111 Loading values, in accordance with the flowchart of FIG. 6, graphic elements that are contained in the graphic data storage section 107 (surface, edge line, vertex) with reference to the graphic data, such as the relationship between the coordinate values ​​and graphical elements, the cursor simultaneously selecting a graphic element located, calculates the position after movement of the cursor, the coordinates of the new position of the cursor to the cursor position storage unit 105, the instruction graphic storage unit 106 graphic elements pointed to selected i.e. the cursor each write. 以降、3次元画像を生成してカーソルとともに表示するまでの過程は、第1の発明の3次元図形指示装置の実施例と同じである。 Thereafter, the process up to the display with the cursor and generating a three-dimensional image is the same as the embodiment of three-dimensional graphic indicating device of the first invention.

【0017】このように仮想軸記憶部111を備えて、 [0017] provided with a virtual axis storage unit 111 in this way,
カーソルの動きを仮想軸の軸方向および軸回りの方向に限定させることにより、図形の指示者は、3次元空間を仮想軸を基準に2次元的に捉えることが可能となり、カーソルを目的の図形へ容易に移動させることができる。 By limiting the movement of the cursor in the axial direction and in the axial direction around the virtual axis, instructor of figure, a three-dimensional space it is possible to capture two-dimensionally relative to the virtual axis, the purpose of the graphic cursor it can be easily moved.

【0018】第3の発明の3次元図形指示装置の一実施例を、図3を用いて説明する。 [0018] One embodiment of a three-dimensional graphic indicating device of the third invention will be described with reference to FIG. 図形探索部104において、カーソルが位置する図形要素を選択すると同時にカーソルの移動後の位置を算出し、カーソルの新しい位置の座標値をカーソル位置記憶部105に、選択されたすなわちカーソルが指す図形要素を指示図形記憶部106 In figure search portion 104 calculates the position after movement of the cursor and at the same time to select a graphic element in which the cursor is positioned, the coordinates of the new location of the cursor in the cursor position storage unit 105, a graphic element pointed to a selected i.e. the cursor the instruction graphic storage unit 106
に各々書き込むまでの過程は、第1の発明の3次元図形指示装置の実施例と同じである。 Process to writing each is the same as the embodiment of a three-dimensional figure indicating device of the first invention. 視線視点算出部114 Line-of-sight view point calculation unit 114
は、視線ベクトルと視点の位置を求めるための補助点となる3次元空間内の一点の座標値が格納された視線算出用補助点記憶部112と、前記補助点から視点までの距離などの補助データが格納された視点算出用補助データ記憶部113と、3次元空間におけるカーソルの座標値が格納されているカーソル位置記憶部105とから必要なデータを読み込んで、視線ベクトルの値と視点の位置の座標値とを算出し、その値を視線視点記憶部108に書き込む。 An auxiliary such as the distance between the line of sight calculation auxiliary point storage unit 112 which coordinates the one point in three-dimensional space as the auxiliary points are stored for determining the position of the visual line vector and the viewpoint, to the viewpoint from the auxiliary point a viewpoint calculating auxiliary data storage unit 113 in which data is stored, reads the necessary data from the cursor position storage unit 105 for the coordinate value of the cursor are stored in the three-dimensional space, the position values ​​and the viewpoint of the line-of-sight vector of calculating the coordinate values, and writes the value to the line-of-sight view point storage unit 108. 算出の方法を図10を用いて説明する。 The calculation method will be described with reference to FIG. 10. 三角柱21上にカーソル23 1がある場合、視線ベクトル2 If there is a cursor 23 1 on the triangular prism 21, the line-of-sight vector 2
1 (Xl,Yl,Zl)は、初期設定された補助点2 5 1 (Xl, Yl, Zl ) , an auxiliary point 2 that is initialized
2の位置(X o ,Y o ,Z o )とカーソル23 1の位置(X c ,Y c ,Z c )とから、 Xl=X o −X c Position of 2 (X o, Y o, Z o) and the position of the cursor 23 1 (X c, Y c , Z c) from the, Xl = X o -X c Yl=Y o −Y c Yl = Y o -Y c Zl=Z o −Z c Zl = Z o -Z c で計算し、視点24 1の位置(X p ,Y p ,Z p )は、 In calculated position of the viewpoint 24 1 (X p, Y p , Z p) , the
補助点22からの距離が一定値dであるとするならば、 k=(Xl 2 +Yl 2 +Zl 21/2 If the distance from the auxiliary point 22 is constant value d, k = (Xl 2 + Yl 2 + Zl 2) 1/2 として X p =X o −d・Xl/k Y p =Y o −d・Yl/k Z p =Z o −d・Zl/k で計算する。 As calculated by X p = X o -d · Xl / k Y p = Y o -d · Yl / k Z p = Z o -d · Zl / k. 同様にして、カーソル23 2に対する視線ベクトル25 2および視点24 2を求めることができる。 Similarly, it is possible to determine the line of sight vector 25 2 and the viewpoint 24 2 for cursor 23 2. ここで、補助点から視点までの距離dが一定値であれば、視点は常に球面26上に存在することになる。 Here, the distance d from the auxiliary point to the viewpoint is equal a constant value, the viewpoint is always will be present on the spherical 26.

【0019】視点の動作範囲を球面とするならば、上記補助データとして定点からの距離を用いればよい。 [0019] If the operating range of the viewpoint and spherical, may be used the distance from a fixed point as the auxiliary data. また、平面上あるいは楕円面上を視点の動作範囲とする場合には、平面あるいは楕円面の方程式の係数を補助データとして用いればよい。 Further, when the operating range of the viewpoint on a plane or ellipsoidal may be used the coefficients of the plane equation or ellipsoid as auxiliary data. 以降、3次元画像を生成してカーソルとともに表示するまでの過程は、第1の発明の3 Thereafter, the process up to the display with the cursor and generating a three-dimensional image, 3 of the first invention
次元図形指示装置の実施例と同じである。 Is the same as that of Example dimension graphic pointing device.

【0020】このように視線視点算出部を備えて、カーソルの移動に伴い適切な図形表示を行うことによって、 [0020] In this manner comprises a gaze viewpoint calculation unit, by performing an appropriate graphical display with the movement of the cursor,
図形の指示者は、連続して図形指示操作を行うことが可能となり、カーソルを目的の図形へ迅速に移動させることができる。 Instruction's shape, it is possible to perform the graphic instruction operation continuously, the cursor can be moved quickly to the desired shape.

【0021】第4の発明の3次元図形指示装置の一実施例を、図4を用いて説明する。 [0021] One embodiment of a three-dimensional graphic indicating device of the fourth invention will be described with reference to FIG. 図形探索部104において、カーソルが位置する図形要素を選択すると同時にカーソルの移動後の位置を算出し、カーソルの新しい位置の座標値をカーソル位置記憶部105に、選択されたすなわちカーソルが指す図形要素を指示図形記憶部106 In figure search portion 104 calculates the position after movement of the cursor and at the same time to select a graphic element in which the cursor is positioned, the coordinates of the new location of the cursor in the cursor position storage unit 105, a graphic element pointed to a selected i.e. the cursor the instruction graphic storage unit 106
に各々書き込むまでの過程は、第2の発明の3次元図形指示装置の実施例と同じである。 Process to writing each is the same as the embodiment of a three-dimensional figure indicating device of the second invention. 視線視点算出部114 Line-of-sight view point calculation unit 114
は、視線ベクトルと視点の位置を求めるための補助点となる仮想的な軸上の一点の座標値が格納された視線算出用補助点記憶部112と、前記補助点から視点までの距離などのデータが格納された視点算出用補助データ記憶部113と、3次元空間におけるカーソルの座標値が格納されているカーソル位置記憶部105とから必要なデータを読み込んで、視線ベクトルの値と視点の位置の座標値とを算出し、その値を視線視点記憶部108に書き込む。 Includes a virtual coordinate value of a point on the axis are stored line-of-sight calculating auxiliary point storage unit 112 as the auxiliary points for obtaining the position of the line-of-sight vector and the viewpoint, such as the distance to the viewpoint from the auxiliary point a viewpoint calculating auxiliary data storage unit 113 in which data is stored, reads the necessary data from the cursor position storage unit 105 for the coordinate value of the cursor are stored in the three-dimensional space, the position values ​​and the viewpoint of the line-of-sight vector of calculating the coordinate values, and writes the value to the line-of-sight view point storage unit 108. 算出の方法を図11を用いて説明する。 The calculation method will be described with reference to FIG. 11.

【0022】図11に示すように、仮想的な軸27の上に存在する補助点22の位置に基づいて、視線ベクトルおよび視点を算出する。 As shown in FIG. 11, based on the position of the auxiliary point 22 present on the imaginary axis 27, and calculates the eye vector and the viewpoint. 従って、軸27の方程式を、 aX+bY+cZ=e として、 aX o +bY o +cZ o =e を満たす補助点22の位置(X o ,Y o ,Z o )から、 Therefore, the equation of the axis 27, as aX + bY + cZ = e, aX o + bY o + cZ o = position of the auxiliary point 22 satisfying e (X o, Y o, Z o) from
第3の発明の3次元図形指示装置の実施例に示した計算式を用いて、視線ベクトルおよび視点を求める。 Using the equation shown in the embodiment of the three-dimensional graphic indicating device of the third aspect of the present invention, obtaining the sight line vector and the viewpoint.

【0023】上記補助データとして、第3の発明の3次元図形指示装置の実施例と同様に、種々のデータを利用できる。 [0023] As the auxiliary data, as in the embodiment of the three-dimensional graphic indicating device of the third invention, and a variety of data. 以降、3次元画像を生成してカーソルとともに表示するまでの過程は、第1の発明の3次元図形指示装置の実施例と同じである。 Thereafter, the process up to the display with the cursor and generating a three-dimensional image is the same as the embodiment of three-dimensional graphic indicating device of the first invention.

【0024】このように仮想軸記憶部111と視線視点算出部114を同時に備えることによって、図形の指示者は、3次元空間を仮想軸を基準に2次元的に捉えながら連続して図形指示操作を行うことが可能となり、カーソルを目的の図形へ容易かつ迅速に移動させることができる。 [0024] By providing this way a virtual axis storage unit 111 and the gaze viewpoint calculation unit 114 at the same time, an instruction's shape, continuously graphic instruction operation by catching two-dimensionally the three-dimensional space relative to the virtual axis it becomes possible to perform, it can be moved easily and quickly to the desired shape of the cursor.

【0025】第1の発明の3次元図形指示装置の図形探索部について、図5のフローチャートを用いて説明する。 [0025] The figure search portion of the three-dimensional graphic indicating device of the first invention will be described with reference to the flowchart of FIG. まず、ステップ201でカーソルが稜線上に存在するか否かを判定し、稜線上にあればステップ202へ、 First, the cursor is judged whether present on the edge line in step 201, to step 202 if on the edge line,
稜線上になければステップ203へ進む。 If there on the edge line proceeds to step 203. ステップ20 Step 20
2ではカーソルの移動方向に面が存在するか否かを判定し、面があればステップ204に進み、面がなければカーソルを移動する必要がないのでステップ206へ進む。 Determines whether the surface in the moving direction of the two the cursor is present, if there is a surface proceeds to step 204, it is not necessary to move the cursor if there is a surface processing proceeds to step 206. ステップ203では、カーソル位置の算出に必要な面の傾きがすでに計算されているか否かを判定し、計算済みであればそのままステップ205へ進み、未計算であればステップ204で、平面の方程式(法線ベクトル)を基に、スクリーンのx方向に対するの面の傾き(△S x /△x,△S x /△y,△S x /△z)およびスクリーンのy方向に対する面の傾き(△S y /△x, At step 203, it is determined whether or not the inclination of the surface required for calculating the cursor position is already calculated, if computed as it proceeds to step 205, at step 204 if uncalculated, the plane equation ( based on the normal vector), the surface of the slope of the x-direction of the screen (△ S x / △ x, △ S x / △ y, △ S x / △ z) and the surface of the slope with respect to the screen in the y direction (△ S y / △ x,
△S y /△y,△S y /△z)を求めてからステップ2 △ S y / △ y, △ S y / △ z) Step 2 from seeking
05へ進む。 It advances to 05. ここで、記号△は偏微分記号を表すものとする。 Here, the symbol △ denote the partial derivative symbol. ステップ205では、面の傾き(SX x ,S In step 205, the surface of the slope (SX x, S
y ,SX z )および(SY x ,SY y ,SZ z )、2 X y, SX z) and (SY x, SY y, SZ z), 2
次元入力デバイスの変位量(X move ,Y move )、現在のカーソル位置(X current ,Y current ,Z current Displacement of the dimensional input device (X move, Y move), the current cursor position (X current, Y current, Z current)
とから、移動後のカーソル位置(X next ,Y next ,Z From the cursor position after the movement (X next, Y next, Z
next )を、 X next =X current +SX x・X move +SY x・Y move The next), X next = X current + SX x · X move + SY x · Y move next =Y current +SX y・X move +SY y・Y Y next = Y current + SX y · X move + SY y · Y
move move next =Z current +SX z・X move +SY z・Y Z next = Z current + SX z · X move + SY z · Y
move move で計算する。 In the calculation. 最後に、ステップ206でカーソル位置の座標値およびカーソルの存在する図形要素すなわち指示図形を出力して終了する。 Finally, terminate with graphic elements or indicating figure exists coordinate values ​​and Cursor position at step 206.

【0026】図5のフローチャートにおける実際の処理の流れを、図7を用いて説明する。 [0026] The flow of actual processing in the flowchart of FIG. 5 will be described with reference to FIG. 直方体1において、 In cuboid 1,
面3を指している初期状態のカーソル2 1をカーソル2 The cursor 2 1 in the initial state pointing surface 3 Cursor 2
2の位置へ移動する場合、カーソルは面上にあるが面の傾きは未計算であるため、ステップ201/203/2 When moving to the second position, the cursor is the slope of it lies on the plane surface is uncalculated for, step 201/203/2
04/205/206の順に実行する。 To run in the order of 04/205/206. カーソル2 2の位置からカーソル2 3の位置へ移動する際には、面の傾きを計算済みであるため、ステップ201/203/2 Because when moving from the position of the cursor 2 2 to the position of the cursor 2 3 is already calculate the tilt of the surface, the step 201/203/2
05/206の順に実行する。 To run in the order of 05/206. カーソル2 3の位置からカーソル2 4の位置へ移動する際には、カーソル2 3は稜線4の上にあり、しかも移動方向には面5が存在するため、ステップ201/202/204/205/20 Because when moving from the position of the cursor 2 3 to the position of the cursor 2 4, the cursor 2 3 is above the ridge line 4, moreover in the direction of movement is the presence of surface 5, step 201/202/204/205 / 20
6の順に実行する。 6 to run in the order of. また、カーソル2 4を矢印7の方向へ移動させようとした場合には、カーソル2 4は稜線6 Also, when an attempt to move the cursor 2 4 in the direction of arrow 7, the cursor 2 4 ridge 6
の上にあるが移動方向には面が存在しないので、ステップ201/202/206の順に実行することになる。 Because although the moving direction is no plane above the, it will be executed in order of steps 201/202/206.

【0027】第2の発明の3次元図形指示装置の図形探索部について、図6のフローチャートを用いて説明する。 [0027] The figure search portion of the three-dimensional graphic indicating device of the second invention will be described with reference to the flowchart of FIG. このフローチャートは、図5のフローチャートにおける面の傾きを計算するステップ204をステップ20 The flowchart steps Step 204 of calculating the tilt of the surface in the flowchart of FIG. 5 20
7に置き換えたものである。 It is replaced by 7. ステップ207では、平面の方程式(法線ベクトル)を基に、仮想軸の軸回り方向に対するの面の傾き(△S s /△x,△S s /△y,△ In step 207, based on the equation of plane (normal vector), the surface of the slope (△ S s / △ x of relative axis direction of the virtual axis, △ S s / △ y,
s /△z)および仮想軸の軸方向に対する面の傾き(△S t /△x,△S t /△y,△S t /△z)を求めてからステップ205へ進む。 Proceeds to S s / △ z) and the inclination of the plane with respect to the axial direction of the virtual axis (△ S t / △ x, △ S t / △ y, △ S t / △ z) Step 205 after seeking. ここで、記号△は偏微分記号を表すものとする。 Here, the symbol △ denote the partial derivative symbol. ステップ205では、面の傾き(SS x ,SS y ,SS z )および(ST x ,ST y In step 205, the surface of the slope (SS x, SS y, SS z) and (ST x, ST y,
ST z )、2次元入力デバイスの変位量(X move ,Y ST z), displacement of the 2-dimensional input devices (X move, Y
move )、現在のカーソル位置(X current move), the current cursor position (X current,
current ,Z current )とから、移動後のカーソル位置(X next ,Y next ,Z next )を、 X next =X current +SS x・X move +ST x・Y move Y current, because the Z current), the cursor position after the movement (X next, Y next, the Z next), X next = X current + SS x · X move + ST x · Y move next =Y current +SS y・X move +ST y・Y Y next = Y current + SS y · X move + ST y · Y
move move next =Z current +SS z・X move +ST z・Y Z next = Z current + SS z · X move + ST z · Y
move move で計算する。 In the calculation. 第1の発明の3次元図形指示装置の実施例では、図8に示すように、直方体11の面13にカーソル12がある場合、面の傾きを矢印14 1の方向であるスクリーンx方向と矢印14 2の方向であるスクリーンy方向とに分解しているのに対して、第2の発明の3次元図形指示装置の実施例では、図9に示すように、直方体11の面13にカーソル12がある場合、面の傾きを矢印14 1の方向である仮想軸15の軸回りの方向と矢印14 2の方向である仮想軸15の軸方向とに分解している点が異なる。 In an embodiment of a three-dimensional graphic indicating device of the first invention, as shown in FIG. 8, if the cursor 12 on the surface 13 of a rectangular parallelepiped 11, the tilt of the surface with the screen x-direction is the direction of the arrow 14 an arrow whereas are decomposed into the screen y-direction is 14 second direction, in the embodiment of a three-dimensional figure indicating device of the second aspect of the invention, as shown in FIG. 9, the cursor 12 on the surface 13 of the cuboid 11 If there is, that it decomposes the tilt of the surface in the axial direction of the virtual axis 15 is an axis about the arrow 14 a second direction direction of the virtual axis 15 in the direction of arrow 14 1 are different.

【0028】 [0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明を適用するならば、ディスプレイに表示された図形をカーソルで指示する際、2次元入力デバイスの操作に伴って、カーソルが常に3次元図形上を移動するために、迅速かつ容易に目的の図形を指示することができる。 If applying the present invention as described in the foregoing, when instructing the graphics displayed on the display with the cursor, in accordance with the operation of the 2-dimensional input device, the cursor is always the top three-dimensional graphic movement to can instruct the figure quickly and easily purposes.

【0029】なお本発明は、図形指示操作が頻繁に発生する3次元形状設計支援システムへの応用が可能であるため、その効果は極めて大きい。 It should be noted the present invention is capable of application to a three-dimensional shape design support system graphic instruction operation occurs frequently, the effect is very large.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】第1の発明の3次元図形指示装置の一実施例を示したブロック図。 1 is a block diagram illustrating one embodiment of a three-dimensional graphic indicating device of the first invention.

【図2】第2の発明の3次元図形指示装置の一実施例を示したブロック図。 2 is a block diagram illustrating one embodiment of a three-dimensional graphic indicating device of the second invention.

【図3】第3の発明の3次元図形指示装置の一実施例を示したブロック図。 3 is a block diagram illustrating one embodiment of a three-dimensional graphic indicating device of the third invention.

【図4】第4の発明の3次元図形指示装置の一実施例を示したブロック図。 4 is a block diagram illustrating one embodiment of a three-dimensional graphic indicating device of the fourth invention.

【図5】第1と第3の発明の3次元図形指示装置を説明するためのフロ−チャート。 [5] The first and the third flowchart for explaining the three-dimensional graphic indicating device of the invention - chart.

【図6】第2と第4の発明の3次元図形指示装置を説明するためのフローチャート。 FIG. 6 is a flowchart for explaining the three-dimensional figure indicating device of the second and fourth invention.

【図7】本発明の実施例を説明するための図。 7 is a diagram for explaining the embodiments of the present invention.

【図8】本発明の実施例を説明するための図。 Diagram for explaining the embodiments of the present invention; FIG.

【図9】本発明の実施例を説明するための図。 Diagram for explaining the embodiments of the present invention; FIG.

【図10】本発明の実施例を説明するための図。 Diagram for explaining the embodiments of the present invention; FIG.

【図11】本発明の実施例を説明するための図。 11 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.

【図12】本発明の作用を説明するための図。 Diagram for explaining the operation of the present invention; FIG.

【図13】本発明の作用を説明するための図。 Diagram for explaining the operation of Figure 13 the present invention.

【図14】本発明の作用を説明するための図。 Diagram for explaining the operation of Figure 14 the present invention.

【図15】本発明の作用を説明するための図。 Diagram for explaining the operation of the present invention; FIG.

【図16】従来の技術を説明するための図。 Figure 16 is a diagram for explaining a conventional technology.

【図17】従来の技術を説明するための図。 FIG. 17 is a diagram for explaining a conventional technology.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

101 2次元入力デバイス 102 変位量計測部 103 変位量記憶部 104 図形探索部 105 カーソル位置記憶部 106 指示図形記憶部 107 図形データ記憶部 108 視線視点記憶部 109 3次元画像生成部 110 表示デバイス 111 仮想軸記憶部 112 視線算出用補助点記憶部 113 視点算出用補助データ記憶部 114 視線視点算出部 101 2-dimensional input device 102 displacement amount measuring unit 103 displacement amount storage unit 104 figure search portion 105 cursor position storage unit 106 instructs the graphic storage unit 107 graphic data storing unit 108 sight viewpoint storing unit 109 three-dimensional image generating unit 110 a display device 111 virtual for shaft storage unit 112 sight calculating auxiliary point storage unit 113 viewpoint calculated auxiliary data storage unit 114 sight viewpoint calculating unit

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 3次元図形を2次元入力デバイスで指示する装置において、2次元入力デバイスを操作することによって得られる変位量を計測する変位量計測部と、前記変位量計測部で計測された変位量を格納しておく変位量記憶部と、3次元空間における位置を指示するカーソルの座標を格納しておくカーソル位置記憶部と、3次元図形のデータを格納しておく図形データ記憶部と、前記変位量記憶部と前記カーソル位置記憶部の値から移動後のカーソル座標を算出して前記カーソル位置記憶部に書き込み、カーソルが存在する図形を前記図形データ記憶部の中から探索する図形探索部と、前記図形探索部で選択された図形の情報を格納しておく指示図形記憶部と、 1. A device for indicating the three-dimensional shapes in 2-dimensional input device, a displacement amount measuring unit for measuring a displacement amount obtained by operating the two-dimensional input device, measured in the displacement measuring unit a displacement amount storage unit for storing a displacement amount, and the cursor position storage unit for storing the coordinates of the cursor to indicate the position in 3-dimensional space, the graphic data storing unit for storing data of a three-dimensional figure calculates the cursor coordinates after the movement from the value of the displacement amount storage unit the cursor position storage unit writes to the cursor position storage unit, graphic search for searching the figure there is a cursor from among the graphic data storage unit parts and, with the graphic search unit to store information of selected graphics in in advance indicating figure storage unit,
    視線および視点の値を格納しておく視線視点記憶部と、 Gaze viewpoint storing unit for storing the values ​​of the line of sight and the viewpoint,
    前記視線視点記憶部の値に基づいて前記図形データ記憶部で定義された3次元形状の投影画像を生成して表示デバイスに出力する3次元画像生成部とを備えることを特徴とする3次元図形指示装置。 Three-dimensional graphic, characterized in that it comprises a three-dimensional image generating unit that outputs to the display device to generate a projection image of a three-dimensional shape that the defined in the graphic data storing unit based on the value of the line-of-sight viewpoint storing unit pointing device.
  2. 【請求項2】 前記図形探索部に接続され、3次元空間内の仮想的な軸の位置を格納する仮想軸記憶部を備えることを特徴とする請求項1記載の3次元図形指示装置。 2. A connected to the graphic search unit, three-dimensional graphic indicating device according to claim 1, further comprising a virtual axis storage unit for storing the position of the virtual axis in the three-dimensional space.
  3. 【請求項3】 視線を算出するために用いる3次元空間内の一点の座標を格納しておく視線算出用補助点記憶部と、視点を算出するために用いるデータを格納しておく視点算出用補助データ記憶部と、前記視線算出用補助点記憶部と前記視点算出用補助データ記憶部と、前記カーソル位置記憶部との値から視線ベクトルおよび視点の位置を算出して前記視線視点記憶部に格納する視線視点算出部とを備えることを特徴とする請求項1記載の3次元図形指示装置。 3. A sight calculation auxiliary point storage unit for storing the coordinates of a point in three-dimensional space to be used for calculating the line of sight, for the viewpoint calculation for storing data used for calculating the viewpoint an auxiliary data memory section, and the line-of-sight calculation auxiliary point storage portion and the viewpoint is calculated auxiliary data storage unit, in the sight line viewpoint storing unit from the value to calculate the position of the visual line vector and the viewpoint of the cursor position storage unit three-dimensional graphic indicating device according to claim 1, further comprising a gaze viewpoint calculating unit to store.
  4. 【請求項4】 視線を算出するために用いる仮想軸上の一点の座標を格納しておく視線算出用補助点記憶部と、 4. A sight sight calculating auxiliary point storage unit for storing the coordinates of a point on the imaginary axis used to calculate the,
    視点を算出するために用いるデータを格納しておく視点算出用補助データ記憶部と、前記視線算出用補助点記憶部と前記視点算出用補助データ記憶部と前記カーソル位置記憶部との値から視線ベクトルおよび視点の位置を算出して前記視線視点記憶部に格納する視線視点算出部とを備えることを特徴とする請求項2記載の3次元図形指示装置。 And viewpoint calculation auxiliary data storage unit for storing data used to calculate the viewpoint, visual axis and the line of sight calculation auxiliary point storage unit and the viewpoint is calculated auxiliary data storage unit from the value of the cursor position storage unit three-dimensional graphic indicating device according to claim 2, characterized in that it comprises a sight viewpoint calculation unit which stores the calculated position of the vector and the viewpoint in the sight line viewpoint storing unit.
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