JP3895435B2 - 三次元グラフ表示処理装置および三次元グラフ表示方法および記憶媒体 - Google Patents

三次元グラフ表示処理装置および三次元グラフ表示方法および記憶媒体 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は,三次元グラフ表示処理装置および三次元グラフの表示方法およびその三次元表示プログラム格納記憶媒体に関する。
【0002】
本発明でいうグラフはノードの集合とそれらの間の関係をエッジの集合で構成したものである。本発明は三次元空間にレイアウトされたグラフを二次元平面であるディスプレイ等の出力装置に表示する際に,一部をぼかして表示することにより,立体感を出すと共に着目すべき部分を強調し,それ以外の部分を目立たなくする効果を与えるものである。あるいは全部をぼかして表示しておき,例えば,異常が発生した時,その箇所にピントを合わせ,異常箇所を知らせる等に応用できるものである。
【0003】
【従来の技術】
本発明が対象とする情報は「関係情報」であり,要素とそれらの間の関係として表現されるものである。例えば,インターネットにおけるWorld−WideWebのようなハイパーテキストのリンク構造などがその例である。ハイパーテキストの備える情報は関係情報に限らず多様な情報により構成されるが,そのぺージのリンク構造に着目するとそれは関係情報であり,全体的にはどのような構造をしているのかを知るためにその構造を可視化することが有効である。あるいは,計算機ネットワークのシステムにおいて,各計算機,端末装置等の接続関係を可視化する等も有効である。このな場合,計算機,端末装置をノードとし,それらを結ぶ回線をエッジとして接続関係を抽象化したグラフとして,その関係情報を可視化し,自動描画することが有効である。
【0004】
グラフは,情報科学や工学をはじめ様々な分野で多様な構造(ネットワーク,処理フロー,組織構造など)を表現するために利用されている。グラフは数学的なグラフ理論では,ノードとエッジからなるトポロジカルな構造であり,それを可視化した図とは独立の概念であるが,図による表現はその構造の理解を助けるのに非常に有効なことである。そのため,計算機によりグラフを自動描画する試みがなされているが,関係情報はますます大規模化,複雑化の傾向にあるので計算機による処理もそのような大規模,複雑な情報に対応できるものであることが望まれる。
【0005】
大規模な関係情報を可視化した大きい図の全体を詳細に表示するには,計算機の画面は小さくあるいは解像度が低い。また,大規模な接続関係を全体に一つの画面で表示した時には作業者がその全体を把握し難くなる。このように,大規模なグラフの自動描画では,画面のサイズや解像度などの物理的制約,あるいは作業者が一度に見て認識できる能力の限界の中で,全体がいかにわかり易く表示するかが重要である。もちろん,関係情報のある局所的な一部を取り出して可視化すれば,そのような問題は回避できるが,全体構造を把握する,あるいはマクロな構造を見るという可視化の目的には有効でない。例えば,従来からあるスクロール機能をもつウィンドウ表示を利用する方法もあるが,ウィンドウに表示された一部の詳細を見ることはできるが,全体構造を把握することは容易でない。そこで,全体構造のような大局的な情報と共に局所的な詳細を見せるための技術が必要である。
【0006】
このような問題に対する従来の技術は大きく三つに分類できる。
1.フィルタリング(filtering)法
グラフ構造を利用して,あるいはレイアウト後のノードの位置を利用して,要素(ノードやエッジ)をフィルタリングして省略し,残った部分だけを表示する方法である。フィルタリングの仕方としては,ユーザの着目しているノードからの距離(グラフの距離やユークリット距離)に応じであるしきい値より遠い部分を省略する。
【0007】
2.歪曲(distoring)法
仮想平面上にレイアウトされたグラフを,画面表示する際に,特殊な(非線形な)写像で歪ませるものである。ユーザの着目している部分が拡大され,そうでない部分が縮小されるような写像を利用することで,ある一定の表示領域(画面)に全体を表示しつつも着目部分を詳細に拡大して表示することが可能になる。魚眼レンズを通したような図を表示するものが代表的である。
【0008】
3.三次元表示法
グラスを三次元空間にレイアウトして表示するものである。グラフの二次元レイアウトにおいてはしばしば問題となるエッジの交差などが三次元空間上では理論的には起こり難いため,有効である。また,遠近感を利用することで,着目している部分を手前に配置することで,立体的にレイアウトされた全体構造の中で着目部分を拡大して見ることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記の1のフィルタリング方法は,フィルタリングの仕方が二値的であるため,省略されたものはその痕跡が残されない。そのため,作業者が全体的構造を把握しにくいものである。
【0010】
2の歪曲法は,像を不自然に歪ませるため,直観に合わず,精密な図に適さない。さらに,対話処理に作業を行う場合に操作が困難になる等の問題がある。
3の従来の三次元表示法は,三次元空間にレイアントしたグラフであっても,現実的には二次元ディスプレイ上に表示する必要がある。そのため,三次元構造を平面に投影表示するが,視覚的にはエッジが交差して複雑になる。また,立体感を得るために立体鏡を使用する方法もあるが,特殊な装置を必要とするものであり,一般的でない。
【0011】
本発明は,グラフを立体構造であらわした三次元グラフを二次元画面に表示する場合において,立体構造を把握しやすいように表示する三次元グラフ表示処理装置および方法およびそのプログラムを格納した記憶媒体を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は,三次元レイアウトされたグラフを表示する際に,その全部もしくは一部に「ぼかし」をいれるようにした。ここで「ぼかし」とはピントのはずれた状態を意図的に作り出すことである。
【0013】
本発明は,情報をノードとエッジで関連付けて三次元にレイアウトした三次元グラフデータの表示処理をする三次元グラフ表示処理装置において,三次元グラフをぼかして表示することを指示するフォーカス情報に基づいてぼかして表示する条件を与えるフォーカスデータを作成するフォーカスデータ作成手段と,該フォーカスデータと三次元グラフデータに基づいて,ぼかさない面であるフォーカス面もしくはぼかさないノードであるフォーカスノードを定め,そこからの距離に応じてぼかし量を変化させて表示する表示データを作成するぼかし生成手段と,グラフ構造や配置を編集する編集データに基づいて,前記表示データを編集する編集手段とを備え,前記ぼかし生成手段は,前記ぼかし量をx,焦点距離をf,焦点があっているときの距離をs,ぼかしたときの距離をt,レンズの半径をrとすると,前記ぼかし量xは,x=r×(1−(1−f/t)/(1−f/s))の式で計算するようにした。
【0014】
また,本発明は,情報をノードとエッジで関連付けて三次元にレイアウトした三次元グラフデータの表示処理をする三次元グラフ表示方法において,フォーカスデータ作成手段で,三次元グラフをぼかして表示することを指示するフォーカス情報に基づいてぼかして表示する条件を与えるフォーカスデータを作成し,ぼかし生成手段で,該フォーカスデータと三次元グラフデータに基づいて,ぼかさない面であるフォーカス面もしくはぼかさないノードであるフォーカスノードを定め,そこからの距離に応じてぼかし量を変化させて表示する表示データを作成するとき,前記ぼかし量をx,焦点距離をf,焦点があっているときの距離をs,ぼかしたときの距離をt,レンズの半径をrとすると,前記ぼかし量xは,x=r×(1−(1−f/t)/(1−f/s))の式で計算し,編集手段で,グラフ構造や配置を編集する編集データに基づいて,前記表示データを編集し,出力装置で,該表示データに基づいて一部もしくは全部をぼかして表示するようにした。
【0015】
さらに,本発明は,情報をノードとエッジで関連付けて三次元にレイアウトした三次元グラフデータの表示処理をする三次元グラフ表示処理手順において,三次元グラフをぼかして表示することを指示するフォーカス情報に基づいてぼかして表示する条件を与えるフォーカスデータを作成するフォーカスデータ作成手順と,該フォーカスデータと三次元グラフデータに基づいて,ぼかさない面であるフォーカス面もしくはぼかさないノードであるフォーカスノードを定め,そこからの距離に応じてぼかし量を変化させて表示する表示データを作成するとき,前記ぼかし量をx,焦点距離をf,焦点があっているときの距離をs,ぼかしたときの距離をt,レンズの半径をrとすると,前記ぼかし量xは,x=r×(1−(1−f/t)/(1−f/s))の式で計算するぼかし生成手順と,グラフ構造や配置を編集する編集データに基づいて,前記表示データを編集する編集手順とをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体とした。
【0016】
図1は本発明の基本構成を示す図である。
図1において,
1は三次元グラフ表示処理装置であって,グラフデータ,および三次元グラフ表示においてぼかす部分を指示する等のフォーカス情報を入力し,指示されたフォーカス条件にあう三次元グラフの表示データを作成するものである。
【0017】
5はグラフデータであって,グラフデータは,対象の接続関係をノードとエッジの結合で抽象的に表したものである。
6はフォーカス情報であって,三次元にレイアウトされたグラフの表示において,一部もしくは全部をぼかすことを指示する情報である。
【0018】
10はデータ入力部であって,グラフデータ5,フォーカス情報6を入力するものである。
11は三次元グラフデータ保持部であって,ノードを三次元にレイアウトしたグラフデータである三次元グラフデータを保持するものである。三次元グラフデータはグラフデータ5が三次元にレイアウトされたグラフデータである場合には,それを保持し,グラフデータ5が三次元にレイアウトされていないグラフデータの場合には,三次元グラフデータ作成部15において三次元グラフデータにして保持する。
【0019】
12はフォーカスデータ作成手段であって,フォーカス情報6に基づいて,三次元グラフを画面表示する時に,その表示をぼかすためのフォーカスデータを作成するものである。
【0020】
13はぼかし生成手段であって,三次元グラフデータおよびフォーカスデータに基づいて三次元グラフの一部もくしは全部をぼかして表示する表示データを作成するものである。
【0021】
14はデータ出力部であって,三次元グラフの表示データを出力装置18に出力するものである。
15は三次元グラフデータ作成部であって,グラフデータ5が三次元にレイアウトされていない場合に,そのグラフデータを元にノードを三次元にレイアウトして三次元グラフデータを作成するものである。三次元グラフデータ作成部15は,本発明の三次元グラフ表示処理装置の内部にもつ必要は必ずしもない。
【0022】
18は出力装置であって,ディスプレイ,プリンタ等である。
19は記憶媒体のデータ入力装置であって,プログラム格納記憶媒体20のプログラムを読み取って入力するものである。
【0023】
20はプログラム格納記憶媒体であって,フォーカス情報に従って,ノードの一部もしくは全部をぼかして表示するための各種プログラムを格納した記憶媒体である。
【0024】
図1の本発明の基本構成の動作を説明する。
グラフデータ5がデータ入力部10より入力される。入力されたグラフデータが三次元グラフデータであればそのデータを三次元グラフデータ保持部11に保持する。あるいは入力されたグラフデータが三次元グラフデータでない場合には,三次元グラフデータ作成部15により三次元グラフデータにして三次元グラフデータ保持部11に保持する。
【0025】
フォーカス情報6がデータ入力部10により入力される。そして,フォーカスデータ作成手段12において,フォーカスデータ(ぼかし処理するノード,ぼかし量等のデータ)が作成される。
【0026】
ぼかし生成手段13は,三次元グラフデータおよびフォーカスデータに基づいて三次元グラフの表示の一部もしくは全部をぼかした表示データを作成する。そして,ぼかし生成手段13で生成された三次元グラフ表示データは,データ出力部14から出力装置18に出力される。
【0027】
出力装置18は,ディスプレイ,プリンタ等,あるいは磁気ディスク等の外部記憶装置であり,一部もしくは全部をぼかした三次元グラフを表示もしくは印刷する。あるいはその三次元グラフデータを磁気ディスク等の外部記憶に格納する。
【0028】
本発明は,三次元レイアウトされたグラフの全部もしくは,特定部分にピントを合わせることで局所的な詳細図とすることが可能になる。一部をぼかすことにより三次元グラフの全体的構造を把握しやすくすることができる。あるいは,三次元グラフの表示全体をぼかしておき,異常が発生した時に異常箇所にピントを合わせることにより異常箇所の発見を容易にする等に利用することができる。このように本発明によれば,三次元グラフの表示をより効果的に利用できるようになる。
【0029】
また,本発明によれば,ピントの合う範囲を拡大縮小したり移動させたりすることで不要部分をぼかして表示でき,不要部分は削除するしか方法のない二値的なフィルタリングでは得られないフィルタリング効果をもたらすことができる。このように本発明によれば,視覚的に全体な概略構造と局所的な詳細構造を多様に表現する組み合わせが可能になる。
【0030】
このように,本発明によれば,三次元グラフの表示を有意義に行うことができるようになる。
【0031】
【発明の実施の形態】
図2〜図4により本発明を具体例で説明する。
図2 (a)は,グラフデータを三次元にレイアウトした例である。図2 (a)はぼかし処理をされていない状態である。A,B,C,D,E,F,G,Hはノードである。ノードAがノードB,D,Eにエッジで接続され,ノードBがノードA,ノードC,ノードFにエッジで接続されている等のように,各ノードが図示のように他のノードにエッジで接続されている場合を示す。
【0032】
本発明では,三次元にレイアウトされたグラフにおいて,フォーカス面を仮定し,そこからの距離によってぼかし量を変化させる。例えば,フォーカス面から遠ざかるにつれて「ぼかし」距離を増やすことで,自然な立体感が得られる。また,特定部分だけ強調することが可能になる。
【0033】
図2 (b)は,図2 (a)の三次元グラフに対して,最も手前にあるノードCを含む面をフォーカス面に設定したものである。フォース面より遠くなるほどぼかし量が多くなっている。
【0034】
図3 (a)は,図2 (a)の三次元グラフに対して,ノードDを含む面にフォーカス面が設定されていて,そこより遠く,あるいは手前のノードほどぼかし量が多くなっている。
【0035】
図3 (b)は,図2 (a)の三次元グラフに対して,視点からもっとも遠い位置にあるノードEを含む面にフォーカス面を設定し,そこより手間のノードほどぼかし量が多くなっている。
【0036】
図4 (a)は,図2 (a)の三次元グラフに対して,ノードDからのグラフ距離によりぼかし量を変化させた例である。特定部分(この場合ノードDの連結部分)だけを強調することができる。
【0037】
図4 (b)は,図2 (a)の三次元グラフに対してノードCに焦点を合わせ,他のノードはぼかした状態を示す。但し,図2 (b)に比べてぼかしの量を1/2にしたものである。
【0038】
本発明は,フォーカス面あるいはフォーカス面からの距離(ユークリッド距離,もしくはグラフ距離(ノード間の最短パスを構成するエッジの数,グラフ構造に依存し,幾何学的配置には依存しない)等)の関係によりぼかし量の関係を制御する。そのようにすることによりスチル写真における被写界震度の制御と同様の効果(カメラのレンズの絞りを変える効果)が得られる。グラフにおける着目部分の拡がりを制御するのに役立つ。また,どの距離においても,ぼかし量を一定とすることで,グラフのどの部分も同様にぼかした表示にすることができる。あるいは,さらにぼかし量を0とすることでどの部分もぼけていない(どの部分もピントの合っている)表示を得ることが可能になる。
【0039】
図4 (b)は,図2 (b)に対してぼかし量を1/2にしたものある。図2 (b)ではモードA,F,Hのラベルが読み難く,ノードEは認識が不能なのに対して,図4 (b)ではノートEのラベルも認識可能である。ただし,図2 (b)ではノードCの右を通るノードAとEをつなぐエッジ(関係線)がぼけていて目障りでないが,図4 (b)では同じエッジがかなりはっきりしていて図2 (b)より目障りである。これらの例に対してぼかし量を0にすると図2 (a)のようになる。
【0040】
図5は本発明の装置構成の実施例を示す。
図5において,
21はコンピュータである。
【0041】
22は入力装置Aであって,プログラム格納記憶媒体23のプログラム,データを読み取って入力するものであり,CD−ROMドライブ,磁気ディスク装置等である。
【0042】
23はプログラム格納記憶媒体であって,本発明の三次元グラフ表示処理装置の各種プログラムを格納するものである。本発明の三次元表示処理装置は図5のCPU31,各プログラムを保持するメモリ32により構成されるものである。
【0043】
24は入力装置Bであって,キーボード,マウス等のデータ入力装置である。
25はディスプレイである。
26はプリンタである。
【0044】
27は磁気ディスク装置である。
28は外部データ入力装置であって,グラフデータを入力するものである。
コンピュータ21において,
31はCPUである。
【0045】
32はメモリである。
33は外部入力管理プログラムであって,プログラム格納記憶媒体23に格納されている外部入力管理プログラムがロードされたものであり,フォーカス情報についての外部入力を処理し,ぼかしデータの計算等をするプログラムである。
【0046】
34はグラフデータ管理プログラムであって,プログラム格納記憶媒体23に格納されているグラフデータ管理プログラムがロードされたものであり,グラフデータを管理するプログラムである。
【0047】
35はぼかし管理プログラムであり,プログラム格納記憶媒体23に格納されているぼかし管理プログラムがロードされたものであって,グラフのぼかす部分やぼけの程度などを管理し,ぼかし生成部を制御するプログラムである。
【0048】
36はぼかし生成プログラムであり,プログラム格納記憶媒体23に格納されているぼかし生成プログラムがロードされたものであって,三次元グラフ構造の一部をフォーカス情報に従ってぼかすプログラムである。
【0049】
37は表示制御プログラムであり,プログラム格納記憶媒体23に格納されている表示制御プログラムがロードされたものであって,ぼかし生成部で生成された三次元グラフ構造のデータをディスプレイの表示装置等に出力する,あるいはプリンタに出力する処理をするプログラムである。
【0050】
38は三次元グラフデータ保持部であって,三次元グラフデータを保持する領域である。
39はぼかしデータ保持部であって,ぼかしデータ(レンズ半径,ぼかし面等)を保持する領域である。
【0051】
40は編集データ保持部であって,グラフの構造や配置を編集するデータを保持する領域である。
41は入力インタフェースである。
【0052】
42は出力インタフェースである。
プログラム格納記憶媒体23において,
43は外部入力管理プログラムである。
【0053】
44はグラフデータ管理プログラムである。
45はぼかし管理プログラムである。
46はぼかし生成プログラムである。
【0054】
47は表示制御プログラムである。
図6は本発明の機能ブロック図であって,CPUとメモリ上のプログラムによりなされる動作の関係を機能ブロックとして表したものである。図6の構成は,ノードが三次元にレイアウトされている三次元グラフデータを外部装置より入力し,三次元表示処理する場合の構成である。
【0055】
図6において,
51は処理装置であってCPUとメモリにより構成されものである。
52はグラフデータ入力部であって,外部から与えられる三次元グラフデータを入力するものである。
【0056】
53は外部入力管理部であって,外部から与えられるフォーカス情報を入力して,編集データとぼかしデータを区別し管理するものである。図6には外部入力管理部は一つに統合されているが,編集データとぼかしデータのそれぞれに専用のものが用意されていても良い。
【0057】
62は三次元グラフデータであって,メモリに保持された三次元グラフデータを表す。
63は,グラフデータ管理部であって,三次元グラフの表示レイアウト等の管理をするものである。
【0058】
64は編集データであって,三次元グラフの表示レイアウトに関する等のデータである。
65はぼかし管理部であって,ぼかし生成部67を制御し,三次元グラフを表示する時のぼかし処理の管理をするものである。フォーカス面あるいはフォーカス面からの距離とぼかし量の関係を制御する機能を備えるものである。
【0059】
66はぼかしデータであって,三次元グラフの表示においてぼかす条件を与えるデータであり,メモリ上に保持されているデータを表す。
67はぼかし生成部であって,三次元グラフデータ,データおよび編集データに従って,三次元グラフのぼかし処理をするものである。
【0060】
68は表示制御部であって,ぼかし処理のされた三次元グラフを表示装置75に出力し,その表示制御を行うものである。
70は入力部であって,三次元グラフのデータを入力するものである。
【0061】
71は外部入力であって,フォーカス情報を入力するものである。外部入力は,ユーザによる入力だけでなく,別のプログラム(モジュール)からの入力である場合もある。
【0062】
75は表示装置であって,ディスプレイである。
なお,図6において外部入力管理部53は図1のデータ入力部10とフォーカスデータ作成手段12に対応するものである。また,図6において,グラフデータ管理部63とぼかし管理部65,ぼかし生成部67は図1のぼかし生成手段13に対応するものである。また,図6の表示制御部68は図1のデータ出力部に対応するものである。
【0063】
図6の構成の動作は後述する。
図7はグラフデータの例である。ここでは視点(三次元グラフの表示を見る目の位置)も三次元グラフデータに含まれるものとする。
【0064】
図7 (a)はノードのデータである。
ノード(Node)毎にインデックス(index),ラベル(label)と三次元座標値(x,y,z)をもつ。例えば,インデックス1のラベルはAであり,座標は(0.0,0.0,1.0)等である。
【0065】
図7 (b)はエッジのデータである。
エッジ(Edge)毎にインデックス(index),接続ノードのラベルをもつ。例えば,図7 (b)の場合,インデックス1のエッジはノードAとノードBに接続されていることを表す。
【0066】
図7 (c)は視点(Eye)の座標データである。図7 (c)の場合,視点は座標(5.0,4.0,3.0)にあることを表している。
図8はフォーカス情報,ぼかしデータ,編集データの例を示す。
【0067】
図8 (a)は,フォーカス情報の例であって,別プログラム(モジュール)から入力されるコマンドである。
“focus−plane node:C”は「ノードCをフォーカス面とせよ」を指示するものである。
【0068】
“focus−point node:C”は「ノードCをフォーカス点とせよ」を指示するものである。
“lens radius 1.0”は「レンズの半径を1.0に絞れ」を指示するものである。
【0069】
図8 (b)はぼかしデータの例であって,ぼかしを行う位置や程度を指定するデータである。
図8 (b)は,フォーカス面を設定する場合であり,フォーカスタイプはplaine(面),フォーカス位置はノードC(ノードCのある面),レンズ半径は1.0であることを表す。
【0070】
図8 (c)は編集データの例であって,グラフ構造や配置を編集するためのデータまたは(コマンド)である。
“make node:A”は「ラベルAのノード作成」を指示するものである。
【0071】
“make edge:(A,B)”は「ラベルAとノードBの間にエッジ作成」を指示するものである。
“kill node:C”は「ラベルCのノードを削除する」を指示するものである。
【0072】
“kill edge:(C,D)”は「ラベルCとノードDの間にエッジを削除する」を指示するものである。
“move eye:(5,4,3)”は「視点を(5,4,3)に移動」を指示するものである。
【0073】
図9は本発明のぼかしの生成方法の説明図である。
図9 (a)は,焦点の合っている状態を示し,オブジェクト(ノード等)とレンズとイメージ(視点)の関係を示す。レンズの左側sの距離にオブジェクトがあり,レンズの右側s’の距離にイメージ(視点)を結ぶ。
【0074】
レンズの焦点距離をfとした時,(1/s)+(1/s’)=1/fである。
図9 (b)はぼけている状態の説明図である。
レンズの左側tの距離にオブジェクトがあり,レンズの右側t’の距離に像を結ぶとする。レンズの右側の距離s’に視点があるとする。像のぼけの程度をx=X(t)とする。
【0075】
(1/t)+(1/t’)=1/fである。
レンズの半径をrとすると,x=X(t)に対して,
(r/t’)=x/(t’−s’)である。
【0076】
この関係から,
【0077】
【数1】
Figure 0003895435
【0078】
となる。
ここで,図6により図5の本発明の装置構成の動作を説明する。
入力部70により,図7 (a), (b), (c)の三次元グラフデータを入力する。入力された三次元グラフデータは三次元グラフデータとして保持される。
【0079】
外部入力71より,編集データ64,ぼかしデータ66を含むフォーカス情報を入力する。編集データは図8 (c)に例示するグラフの構造や配置を編集するためのコマンドおよびデータである。ぼかしデータは図8 (a)に例示するぼかしをする位置や程度を指定するデータである。編集データ64,ぼかしデータ66は外部入力管理部53により管理される。また,外部入力71により変更される。
【0080】
外部入力管理部53は,入力されたフォーカス情報が編集データか,ぼかしデータか等を判定し,ぼかしデータであれば図8 (b)に例示するフォーカスタイプ,フォーカス位置,レンズ半径等を決定する。
【0081】
グラフデータ管理部63は,編集データ64に従ってグラフデータを修正したり,ぼかし管理部へ視点や各図素(ノード,エッジ等の図形単位)の情報を提供し,ぼかし生成部67を制御する。
【0082】
ぼかし管理部65は,ぼかしデータに従ってぼかす部分やぼけの程度などを管理して,ぼかし生成部を制御する。
ぼかし管理部65は,ぼかしデータのフォーカス位置(図8 (b)の場合ノードC),グラフデータ管理部63から提供されたフォーカス位置のある図素の座標(1,1,1)および視点位置(4,5,3)から視点とフォーカス位置の距離eを次の方法により計算する。
【0083】
フォーカス位置からレンズまでの距離sはs=e/2である(レンズは視点とフォーカス位置の中点にあるとする)。レンズの焦点距離はf=e/4である。ぼかしデータのレンズ半径r(図8 (b)の場合lens radius=1.0)と,グラフデータ管理部63から提供された各図素の座標(図8 (a)の場合,node:A=(0,0,1)から,各図素のぼかし量xを計算する。ここでtを各図素とレンズの距離とすると,前述のように,
【0084】
【数2】
Figure 0003895435
【0085】
である。
ぼかし生成部67は,各図素毎にグラフデータ管理部63の提供する元画像を,ぼかし管理部65の計算したぼかし量に従ってぼかした画像を生成する。そしてぼかしの加えられた表示画像は,表示制御部によって表示装置上に表示される。
【0086】
表示制御部はぼかしの加えられた表示画像を表示装置に表示する。
図10は本発明の外部入力管理部の動作例のフローチャートである。
図10 (a)は外部入力管理部の動作例のフローチャートの実施例である。
【0087】
S1 フォーカス情報を入力する。
S2,S3 情報種別を判定し,編集データであれば編集データを保持領域に編集データを保持させる。
【0088】
S2,S4 ぼかしデータであれば,ぼかしデータ(フォーカスタイプ,フォーカス位置,レンズ半径等)をぼかしデータ保持領域に保持させる。
図10 (b)はグラフデータ管理部の動作例のフローチャートである。
【0089】
S1 編集データ保持領域から編集データを取り込む。
S2 グラフデータ保持領域から三次元グラフデータを取り込む。
S3 ぼかし管理部へ視点,各図素の情報を送る。
【0090】
S4 ぼかし生成部へ各図素の元図形を送る。
図11は本発明の各部のフローチャートの実施例である。
図11 (a)はぼかし管理部の動作例のフローチャートである。
【0091】
S1 視点とフォーカス位置の距離eを計算する。
S2 フォーカス位置からレンズまでの距離sを計算する。
S3 レンズの焦点距離fを計算する。
【0092】
S4 各図素のぼかし量xを計算する。
図11 (b)はぼかし生成部の動作例のフローチャートである。
S1 三次元グラフの元図形のデータを入力する。
【0093】
S2 ぼかし管理部からぼかし量xを入力する。
S3 元図形のデータを基に,図素毎にぼかし管理部から求めたぼかし量xに従って三次元グラフの表示の一部もしくは全部をぼかした表示データを作成する。
【0094】
図12は本発明の実施例2である。
図12は,本発明の三次元表示処理装置において三次元グラフ作成部を備え,外部から三次元にレイアウトされていないグラフデータを受け取り,三次元グラフにする場合の実施例を示す。
【0095】
図12 (a)は機能ブロック図である。
図12 (a)は,三次元グラフ表示処理装置51が三次元グラフ作成部54を備え,外部入力管理部から三次元にレイアウトされていないグラフデータを受け取り,ノードを三次元レイアウトして三次元グラフを作成する点を除いて,図6の実施例と同様である。
【0096】
図12 (b)はプログラム格納記憶媒体の実施例であって,図12 (a)の機能ブロックの動作をさせるために必要なプログラム格納記憶媒体を示す。
三次元グラフ作成プログラムを備える点で図5のプログラム格納記憶媒体と異なるのみである。
【0097】
なお,上記の説明では,ぼかしのアルゴリズムとしてレンズ系をモデルにしてぼかしをする場合について,説明したが,格子状に配列された色点によって表現された一般的なデジタル画像においては,各点を近傍の色の加重平均で置き換えることでぼかしを得ることができる。そして,加重平均の求め方を変えることでぼかしの性質を変えることが可能である。例えば,距離n以内の近傍の相加平均でぼかしを得る場合,パラメータnを変えることでぼかしの程度(ぼかし量)を変えることができる。パラメータnを大きくすると画像は大きくぼける。
【0098】
上記の構成において,外部入力管理部は他のシステムあるいはプログラムからフォーカス情報,グラフデータの入力が可能である。これにより,他のプログラムがフォーカス面(あるいはフォーカス点)や被写界深度を制御することが可能になる。
【0099】
例えば,グラフがある応用プログラムの情報を表示していると仮定する。応用プログラムがある情報の変更(例えば,警告)などユーザに知らせたい場合,従来はその部分を「点滅させる」,「色を変える」などが行われていたが,応用プログラムにフォーカス面(点)を指定したフォーカス情報を作成し,本発明の三次元グラフ表示処理装置にフォーカス情報を送信する。あるいは,応用プログラムがフォーカス面,フォーカス点を指定するなんらかの情報を本発明の三次元グラフ表示処理装置に送信し,本発明の外部入力管理部等で編集データ,ぼかしデータ等を作成する。そのようにして,指定されたノードの面もしくは点にフォーカスを合わせることで応用プログラムからの異常発生等のなんらかの情報をユーザに知らせることが可能になる。さらに,応用プログラムが被写界深度も制御すれば,変更を知らせたい情報の近傍にもフォーカスを適度に合わせることができる。
【0100】
また,フォーカス位置を自動的かつ連続的に移動させるようなプログラムからの入力を受け付けることで,手前から奥へとフォーカス面を移動させるような表示も可能になり,大規模なグラフのブラウジングなどに有効である。
【0101】
図13は本発明を応用したシステムの例である。
図13は,計算機ネットワーク監視装置に本発明の三次元グラフ作成装置を応用したものである。
【0102】
図13において,
111,112,113はそれぞれ計算機A,計算機B,計算機Cであって,互いに接続され,ネットワークを構成しているものである。
【0103】
121は計算機ネットワーク監視装置であって計算機A,計算機B,計算機C等の動作を監視しているものである。
122は監視プログラムである。
【0104】
123は計算機ネットワークの各計算機をノードとするグラフデータである。
124はフォーカス情報プログラムであって,グラフ表示のフォーカス情報を生成するものである。
【0105】
131は外部データ入力装置であって,本発明の三次元表示処理装置に外部データを入力するものである。
132は本発明の三次元グラフ表示処理装置である。
【0106】
133は表示装置である。
図13の構成において,計算機ネットワーク監視装置121は計算機A,計算機B,計算機C等の計算機ネットワークの各計算機の動作を監視する。計算機ネットワーク監視装置121は計算機ネットワークの各計算機をノードとするグラフデータ123を保持している。フォーカス情報作成プログラム124は各計算機A,計算機B,計算機C等のグラフ表示のフォーカス情報を作成する。例えば,正常な計算機はぼかして表示することを指示するフォーカス情報を作成する。そして,計算機に異常が発生した時は,その計算機にピントを合わせるフォーカス情報を作成する。
【0107】
外部データ入力装置131は,計算機ネットワーク監視装置121からグラフデータおよびフォーカス情報を入力する。そして,そのグラフデータとフォーカス情報に従って,三次元グラフを表示処理装置133に表示する。
【0108】
計算機ネットワークの各計算機が全て正常な時は,表示装置133に表示されている三次元グラフのノードは全てぼけている。そして,計算機ネットワークのある計算機に異常が発生したとすると,その計算機をぼかすように指示するフォーカス情報に従って,その計算機のノードもしくはその周辺にピントを合わせ,その部分のみをぼかしてない明瞭な表示にする。
【0109】
このようにして,ネットワークに発生した障害を発見することができ,しかもその周辺の三次グラフの構造のみが明瞭に表示されるので,その故障の原因等を把握し易くなる。
【0110】
【発明の効果】
本発明によれば,三次元レイアウトされたグラフの全部もしくは,特定部分にピントを合わせることで局所的な詳細図とすることが可能になり,一部をぼかすことにより三次元グラフの全体的構造を把握しやすくすることができる。あるいは,三次元グラフの表示全体をぼかしておき,異常が発生した時に異常箇所にピントを合わせることにより異常箇所の発見を容易にすること等が可能になる。そのため,本発明によれば,外部プログラム,外部システム等の構成を抽象化した三次元グラフの表示を有意義に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成を示す図である。
【図2】本発明の三次元グラフの表示例を示す図である。
【図3】本発明の三次元グラフの表示例を示す図である。
【図4】本発明の三次元グラフの表示例を示す図である。
【図5】本発明の装置構成の実施例とプログラム格納記憶媒体の実施例1を示す図である。
【図6】本発明の機能ブロック図の実施例1を示す図である。
【図7】本発明の三次元グラフのデータの例を示す図である。
【図8】本発明の外部入力コマンドとぼかしデータ,編集データの例を示す図である。
【図9】本発明のぼかし量の算出方法の説明図である。
【図10】本発明の各部のフローチャートの実施例を示す図である。
【図11】本発明の各部のフローチャートの実施例を示す図である。
【図12】本発明の機能ブロック図の実施例2とプログラム格納記憶媒体の実施例2を示す図である。
【図13】本発明を応用したシステムの例を示す図である。
【符号の説明】
1:三次元グラフ表示処理装置
5:グラフデータ
6:フォーカス情報
10:データ入力部
11:三次元グラフデータ保持部
12:フォーカスデータ作成手段
13:ぼかし生成手段
14:データ出力部
15:三次元グラフデータ作成部
18:出力装置

Claims (3)

  1. 情報をノードとエッジで関連付けて三次元にレイアウトした三次元グラフデータの表示処理をする三次元グラフ表示処理装置において、
    三次元グラフをぼかして表示することを指示するフォーカス情報に基づいてぼかして表示する条件を与えるフォーカスデータを作成するフォーカスデータ作成手段と、
    該フォーカスデータと三次元グラフデータに基づいて、ぼかさない面であるフォーカス面もしくはぼかさないノードであるフォーカスノードを定め、そこからの距離に応じてぼかし量を変化させて表示する表示データを作成するぼかし生成手段と、
    グラフ構造や配置を編集する編集データに基づいて、前記表示データを編集する編集手段とを備え
    前記ぼかし生成手段は、前記ぼかし量をx、焦点距離をf、焦点があっているときの距離をs、ぼかしたときの距離をt、レンズの半径をrとすると、前記ぼかし量xは、
    x=r×(1−(1−f/t)/(1−f/s))
    の式で計算する、
    ことを特徴とする三次元グラフ表示処理装置。
  2. 情報をノードとエッジで関連付けて三次元にレイアウトした三次元グラフデータの表示処理をする三次元グラフ表示方法において、
    フォーカスデータ作成手段で、三次元グラフをぼかして表示することを指示するフォーカス情報に基づいてぼかして表示する条件を与えるフォーカスデータを作成し、
    ぼかし生成手段で、該フォーカスデータと三次元グラフデータに基づいて、ぼかさない面であるフォーカス面もしくはぼかさないノードであるフォーカスノードを定め、そこからの距離に応じてぼかし量を変化させて表示する表示データを作成するとき、
    前記ぼかし量をx、焦点距離をf、焦点があっているときの距離をs、ぼかしたときの距離をt、レンズの半径をrとすると、前記ぼかし量xは、
    x=r×(1−(1−f/t)/(1−f/s))
    の式で計算し、
    編集手段で、グラフ構造や配置を編集する編集データに基づいて、前記表示データを編集し、
    出力装置で、該表示データに基づいて一部もしくは全部をぼかして表示することを特徴とする三次元グラフ表示方法。
  3. 情報をノードとエッジで関連付けて三次元にレイアウトした三次元グラフデータの表示処理をする三次元グラフ表示処理手順において、
    三次元グラフをぼかして表示することを指示するフォーカス情報に基づいてぼかして表示する条件を与えるフォーカスデータを作成するフォーカスデータ作成手順と、
    該フォーカスデータと三次元グラフデータに基づいて、ぼかさない面であるフォーカス面もしくはぼかさないノードであるフォーカスノードを定め、そこからの距離に応じてぼかし量を変化させて表示する表示データを作成するとき、前記ぼかし量をx、焦点距離をf、焦点があっているときの距離をs、ぼかしたときの距離をt、レンズの半径をrとすると、前記ぼかし量xは、
    x=r×(1−(1−f/t)/(1−f/s))
    の式で計算するぼかし生成手順と、
    グラフ構造や配置を編集する編集データに基づいて、前記表示データを編集する編集手順とを、
    コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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