JPH01321569A

JPH01321569A - ３次元画像処理装置

Info

Publication number: JPH01321569A
Application number: JP63154838A
Authority: JP
Inventors: Takashi Saito; 隆斉藤; Teruo Hamano; 浜野　輝夫; Katsuhiko Fukazawa; 勝彦深沢
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1988-06-24
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1989-12-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、表示装置に表現された３次元画像の複写、
移動１回転、変形、拡大・縮小等の編集処理を、複数の
ポインティングデバイスを用いて効率よく操作すること
ができるようにした３次元画像処理装置に関するもので
ある。

（従来の技術）従来、コンピュータ・グラフィックス（ＣＧ）等の３次
元画像をボインティングおよび処理操作する３次元画像
処理装置としては、マウス等の２次元指示装置を応用し
たものや、磁気や超音波を利用した３次元デジタイザが
用いられていた。このうち、磁気や超音波を用いた３次
元ポインティングデバイスは、例えば特開昭５９−２１
８５３９号公報に示されているような３次元デジタイザ
であり、３次元空間を直接指示してその座標値を読み取
るので、煩雑なりリック操作を必要とするマウス等に比
べてボタン操作などが簡略となる利点がある。なお、指
示位置は矢印等のポインタ画像で表されるが、これだけ
では３次元空間中のどこに指示位置があるかが不明確に
なるため、表示画面を液晶シャッタや偏光グラス等を用
いて立体視が可能となるように構成し、指示位置は立体
表示される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし従来の方法では、表示された３次元画像の指示（
ボインティング）、移動２回転に関する操作と、複写、
変形、拡大・縮小等の処理に関する操作を単一のポイン
ティングデバイスで行っていたので、多数回のポインタ
の８勤・クリック操作を必要とし、操作が煩雑となる欠
点があった。

例えば、彫刻細工的に３次元ＣＧ画像を作成する場合、
処理中のＣＧ画像の向きを変えながら処理することが望
まれるが、その場合、ＣＧ画像のボインティングと移動
に関する操作と、表示画面中の彫刻刀機能を有するポイ
ンタの操作を交互に切り替えながら操作する必要がある
。

すなわち、第４図に示すような通常の彫刻による造形作
業をＣＧ画像で模擬する場合、通常は左手３に材料１を
持って材料１を回転・移動しながら、右手４で持ってい
る彫刻刀２で材料１を切削加工するが、従来の単一のポ
インティングデバイスでは、このような彫刻作業を模擬
することは極めて困難であった。

この発明の目的は、３次元画像のボインティングと８勤
に関するポインタと、前記ＣＧ画像の変形等の処理機能
を有するポインタの操作を両手で同時に操作しつるよう
にし、人間工学的に優れた３次元画像処理装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる３次元画像処理装置は、少なくとも３
次元画像または視点の８動９回転の処理を分担する右手
または左手用の第１のポインティングデバイスと、処理
内容を表現するポインタ画像の操作を分担する左手また
は右手用の第２のポインティングデバイスとを具備した
ものである。

〔作用〕

この発明は、少なくとも第１．第２のポインティングデ
バイスを具備し、各々のポインティングデバイスを両手
で独立に操作し、複数の操作を同時に行う。

〔実施例〕

この発明は、複数のポインティングデバイスを左手、右
手でそれぞれ分担して操作できることを特徴とするが、
立体視された表示空間を直接指示できる３次元ポインテ
ィングデバイスを用いることがより効果的であるので、
以下では３次元ポインティングデバイスを用いた実施例
について説明する。

第１図はこの発明の一実施例を説明する図であって、１
１は３次元画像を発生制御する画面制御装置、１２はボ
インティング制御装置、１３は磁場発生装置、１４Ｒは
右手用の第１のポインティングデバイス、１４Ｌは左手
用の第２のポインティングデバイス、１５は立体表示空
間、１６は３次元画像、１７Ｒは前記第１のポインティ
ングデバイス１４Ｒに連動するポインタ、１７Ｌは前記
第２のポインティングデバイス１４Ｌに連動するポイン
タ、１８は位置検出センサである。第１゜第２のポイン
ティングデバイス１４Ｒ，１４Ｌの空間座標、デバイス
の向き１回転は、内蔵する位置検出センサ１８により既
知の方法で求める。具体的には、特開昭５９−２１８５
３９号公報に示されているように、磁場発生装置１３が
時分割に発生する直交３成分の交流磁場を、直交する３
つのコイルからなる位置検出センサ１８でその磁力線の
向きと強度を測定し、ボインティング制御装置１２で３
次元座標での位置、向きに校正変換する。一方、立体表
示空間１５は既知の方法、例えばアナグリフ方式、光シ
ヤツタ方式、レンティキュラ方式等の両眼視差画像を得
る手段により３次元画像１６を立体視する空間であり、
操作者は３次元画像１６を立体視しながら第１．第２の
ポインティングデバイス１４Ｒ，１４Ｌを右手、左手で
それぞれ操作する。ここで、第１のポインティングデバ
イス１４Ｒとポインタ１７Ｒおよび第２のポインティン
グデバイス１４Ｌとポインタ１７Ｌは連動する。例えば
操作者が第１のポインティングデバイス１４Ｒを移動１
回転させると、その動き情報はボインティング制御装置
１２より画面制御装置１１に伝達され、ＣＧ画像のポイ
ンタ１７Ｒが立体表示空間１５中で同様に移動１回転す
る。このように、第１．第２のポインティングデバイス
１４Ｒ，１４Ｌは操作者の手の動きを検出してＣＧ画像
にその動きを連動させるもので、例えばポインタ１７Ｒ
が３次元画像１６を切削変形処理機能を具備する彫刻刀
、ポインタ１７Ｌが３次元画像１６の移動１回転等の機
能を具備するピックアップをつかんでいるとすれば、第
４図に示したような彫刻動作を忠実に模擬できる。なお
、ポインタ１７Ｒ，１７Ｌがつかむ工具としては、彫刻
刀、のみ、やすり、刷毛、筆、パテ等の工具一般の模擬
画像と、穆動１回転、複写等の操作のために３次元画像
１６をつかむピックアップ等であり、例えばアイコン等
により適宜選択すればよい。また、右手用のポインタ１
７Ｒおよび左手用のポインタ１７Ｌのどちらがどの工具
をつかんでもよく、当然左動きの操作者に対しても不都
合はない。

第２図はこの発明を用いた画像変形処理例の説明図であ
り、２１は初期モデル、２２は処理済みの３次元画像モ
デルである。初期モデル２１は、第２図に示すように、
３角パツチのような線分。

画素２体製のいずれかの集合体からなる円柱。

球、厚板、方形等の造形材料モデルであり、あらかじめ
蓄積されている複数の形状の基本モデルの中から、造形
したい形状に応じて最適な形状、全体サイズ、メツシュ
数（交点数）のモデルを設定する。図では切削処理によ
り所望の３次元画像モデル２２を創成するために、第１
のポインティングデバイス１４Ｒで操作される彫刻刀等
で不要な体製の切り落し、または線分の交点の８勤等に
よる変形処理している。第３図に初期モデル２１に対す
る加工処理のフロー図を示す。また、５ＩＮＳ５は各ス
テップを示す。

初期モデル２１を設定しくＳｌ）、右手および左手用の
ポインタ１７Ｒ，１７Ｌが適当な工具をつかみ（Ｓｌ）
、つかんだ工具に付随する処理を初期モデル２１に施す
（Ｓ３）。次いで、工具の変更があればステップＳ２に
返り、同様な操作をくり返しくＳ４）、ステップＳ４で
工具の変更がなければ次のステップＳ５に進み、処理が
終了していなければステップＳ２に戻り、処理終了なら
ばエンドとなる。

ポインティングデバイス１４で操作する造形に関わる工
具と、付随する操作内容の例を以下に列挙する。

・彫刻刀：３次元画像１６の各部を任意の形の溝刃で切
削加工的に変形処理する。

・　のみ：３次元画像１６の各部を平面状の刃で切削加
工的に変形処理する。

・やすり：３次元画像１６の各部を研磨するこかごとく
、滑らかな曲面に変形処理する。

・刷毛、筆：３次元画像１６の表面に色付けまたは文字
等を書き込む。

・ピックアップ：３次元画像１６をつかんで移動８回転
等の操作をする。

上記の工具以外にも、一般の工具の具備する機能を模擬
することが可能であり、柔軟な３次元画像創成ツールを
構築可能である。また、工具以外の機能として、第１．
第２のポインティングデバイス１４Ｒ，１４Ｌは通常の
マウスまたは通常の３次元ポインティングデバイスが行
う処理、例えば複写、拡大・縮小等の一般的な編集処理
、またはファイル入出力、システム設定等の各種システ
ム制御にも利用できることはいうまでもない。

このように、この発明では複数のポインティングデバイ
スを両手で操作して移動、切削等の複数の処理を見かけ
上向時に処理できるので、彫刻細工のような加工処理を
ＣＧ画像で忠実にａｍでき、人間工学的に極めて優れた
画像創成・編集システムの構築が可能となる°。例えば
現在手づくりで作製している自動車のタレイモデル等を
この発明による方法で作製すれば、以降のＣＡＤ設計と
のデータの授受が容易であり、設計に関わるコスト、期
間を大幅に削減可能である。また、別の応用例としては
、各種シュミレータ、ゲームマシン等にも適用可能であ
る。

ところで、以上の説明においては立体表示と３次元ポイ
ンティングデバイスを用いた実施例について説明したが
、この発明はこれに限るものではなく、表示画像として
通常の２次元デイスプレィ上に表現された３次元画像１
６であってもよく、また、第１．第２のポインティング
デバイス１４Ｒ，１４Ｌとして通常の２次元ポインティ
ングデバイスであってもよい。マウス等通常のポインテ
ィングデバイスを用いた場合でもこの発明は効果的であ
り、マウスの移動、クリック操作は大幅に軽減される。

なお、この発明でいう３次元画像１６とは、３次元画像
情報を含むデータの表示画像を意味し、立体視でなくと
も１つの視点から見た２次元画像表現であってもよい。

ただし、視点の移動が可能である必要はある。

また、ボインティング制御装置１２は第１．第２のポイ
ンティングデバイス１４Ｒ，１４Ｌの出力を同時に受付
け、例えば時分割で処理して画面制御装置１１に送るよ
うにする。さらに、ポインティングデバイスは１４Ｒ，
１４Ｌの２個に限定されるものでなく、左手用、右手用
に分担できるものであれば複数個であってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明は、少なくとも３次元画像
または視点の移動１回転の処理を分担する右手または左
手用の第１のポインティングデバイスと、処理内容を表
現するポインタ画像の操作を分担する左手または右手用
の第２のポインティングデバイスとを具備したので、３
次元画像を創成する上で両手を使って移動、切削等の複
数の処理を見かけ土間時に処理可能であり、彫刻細工の
ような実際の加工処理をＣＧ画像で忠実に模擬できると
ともに、実際の加工では不可能な処理が可能となり、修
正・やり直しが容易となる等のＣＧ画像特有の利点を併
せて持っている。そのため、人間工学的に極めて優れた
画像創成・編集システムの構築が可能となり、単一のポ
インティングデバイスで処理する従来の技術に比べて操
作性を格段に改善できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成図、第２図はこの発
明を用いた画像変形処理例の説明図、第３図は初期モデ
ルに対する加工処理のフロー図、第４図は通常の彫刻に
よる造形作業図である。図中、１は材料、２は彫刻刀、３は左手、４は右手、１
１は画面制御装置、１２はボインティング制御装置、１
３は磁場発生装置、１４Ｒ，１４Ｌは第１．第２のポイ
ンティングデバイス、１５は立体表示空間、１６は３次
元画像、１７Ｒは第１のポインティングデバイスに連動
するポインタ、１７Ｌは第２のポインティングデバイス
に連動するポインタ、１８は位置検出センサ、２１は初
期モデル、２２は処理済みの３次元画像モデルである。第１図＋Ｆ第２図初期モデル　　　　　　　処理ｖｒみの３次元愚像モデ
ル第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

表示装置に表示される３次元画像をポインティングデバ
イスを用いて処理する３次元画像処理装置において、少
なくとも３次元画像または視点の移動、回転の処理を分
担する右手または左手用の第１のポインティングデバイ
スと、処理内容を表現するポインタ画像の操作を分担す
る左手または右手用の第２のポインティングデバイスと
を具備したことを特徴とする３次元画像処理装置。