JPH0136152B2 - - Google Patents

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JPH0136152B2
JPH0136152B2 JP58182237A JP18223783A JPH0136152B2 JP H0136152 B2 JPH0136152 B2 JP H0136152B2 JP 58182237 A JP58182237 A JP 58182237A JP 18223783 A JP18223783 A JP 18223783A JP H0136152 B2 JPH0136152 B2 JP H0136152B2
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JP
Japan
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primitive
test line
calculation
point
test
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JP58182237A
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JPS6074088A (ja
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Koichi Murakami
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0136152B2 publication Critical patent/JPH0136152B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/003D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/10Geometric effects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Generation (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (A) 発明の技術分野 本発明は、隠面消去図形抽出処理方式、特に単
位物体に対応するプリミテイブ相互間で演算を行
なつた結果についての物体について、任意の予め
定められた視点からみて前面に現われる面のみを
例えば2次元図形の形で表示するようにした隠面
消去図形抽出処理方式において、視点からのテス
ト・ラインを延長し、前面に現われる面のみを抽
出するようにした隠面消去図形抽出処理方式に関
するものである。
(B) 技術の背景と問題点 従来から、例えば第1図A図示の如き形で、物
体1から物体2に対応する部分を取除いた物体3
を抽出し、図示の如く物体3に対して隠面消去処
理を行なうことが行なわれている。このような処
理に当つては、原理的には第1図A図示の物体1
と物体2とを例えばデイスプレイ上に表示すると
共に、第1図B図示の如く、物体1と物体2とが
交差する部分についても平面図形の形で指示を与
えてそれらを表示せしめ、以下、インタラクテイ
ブに不必要な線分を消去することによつて、所望
の図形を抽出することができる。
このようなインタラクテイブな操作を簡略化す
るために、セツト・オペレータを有するソリツ
ド・モデリング言語を用いて処理することが知ら
れている(例えばHerb Voelcker and Ari
Requicha、“Solid Modeling”、IEEE
Computer Graphics and Applications、March
1982、pp7―24)。即ち、上記各物体1や2に応
する3次元のプリミテイブにて構成されるCSG
(コンストラクテイブ・ソリツド・ジイエオメト
リ)のデータ構造を用い、B―REP(境界表現)
のデータ構造に変換して例えば第1図B図示の如
き平面図形の集まりを得た上で、隠面処理を行な
うことが知られている。しかし、この処理におい
ては、CSGからB―REPへの変換処理機構が必
要であり、処理時間が大で、大規模の計算機を用
いることが必要となる。
(C) 発明の目的と構成 本発明は、上記の点を解決することを目的とし
ており、任意の予め定められた視点から複数のテ
スト・ラインを延長した結果を利用する形で、
CSGのデータ構造から直接的に隠面消去図形を
得るようにすることを目的としている。そしてそ
のため、本発明の隠面消去図形抽出処理方式は、
各表示物体に対応するプリミテイブについてのタ
イプや位置や傾きや大きさを含む情報が格納され
るプリミテイブ・バケツトをそなえると共に、 該プリミテイブ・バケツトから読出された個々
のプリミテイブ相互間でセツト・オペレータを有
するソリツド・モデリング言語に対応する真理表
にもとづく演算を実行する機能を有するデータ処
理装置において、 任意の予め定められた視点から発せられたテス
ト・ラインにおける当該テスト・ライン上の点が
上記プリミテイブ内にあるか外にあるかによつて
少なくとも2進値を対応づけ、夫々のプリミテイ
ブにもとづいて得られた各2進値について上記演
算を実行するテスト・ライン上演算部をそなえて
なり、 該テスト・ライン上演算部は、 上記視点から発せられる複数の各テスト・ライ
ンをシミユレートするテスト・ライン発生シミユ
レート機構と、 当該テスト・ライン発生シミユレート機構から
発生された各テスト・ライン毎に上記演算を行う
,,○&演算処理機構と、 当該,,○&演算処理機構によつて行われた
演算結果にもとづいて当該テスト・ライン毎に最
初に物体と交差する交点を抽出し、当該物体に関
して上記視点から見た表面形状を出力する交点座
標出力処理機構とをそなえ、上記各テスト・ライ
ン毎に得られた交点から上記物体の表面形状を出
力するようにしたことを特徴としている。以下図
面を参照しつつ説明する。
(D) 発明の実施例 第2図は本発明に用いるセツト・オペレータを
有するソリツド・モデリング言語における演算を
真理表の形で表わした説明図、第3図は本発明に
いうプリミテイブ・バケツトを説明する説明図、
第4図A,B,C,Dは本発明による一実施例抽
出処理を説明する説明図、第5図は本発明の他の
一実施例抽出処理のための原理を説明する説明
図、第6図は第5図図示の手順に対応する木構
造、第7図は第6図図示の木構造に対応する処理
を実行する本発明の一実施例構成を示す。
本発明において行なう演算においては、第2図
に示す如き演算、演算、○&演算などが用いら
れる。該演算は、例えば第1図A図示の如き物
体1,2を考え、一般的に表現して物体Aと物体
Bとを足し合わせた形状(いわばOR論理)を得
る演算である。また○&演算は、同じく物体Aと物
体Bとの共通部分に対応する形状(いわばAND
論理)を得る演算である。更に演算は、第1図
A図示の如く、物体Aから物体Bに対応する部分
を取除いた形状を得る演算である。なお図中の論
理「1」は物体の内部の点に対応し、論理「0」
は物体の外部の点に対応している。
第1図A図示の物体1や物体2を表現するため
に、各物体A,B,C,……に対応するプリミテ
イブなる情報が用意され、これらのプリミテイブ
は第3図図示の如くプリミテイブ・バケツト4と
してまとめてメモリ上に格納される。各プリミテ
イブには、第3図図示の如く、(i)物体A,B,C
……に対応するプリミテイブ番号、(ii)球や直方体
や円錐や円柱など物体の形状を表わすタイプ、(iii)
物体の存在位置を与える中心位置(x、y、x)、
(iv)物体の大きさを与える特性長(球などでは半径
で与える)、(v)物体の傾き状態を表わす傾き、(vi)
上記演算時に必要とされる左/右指示であつて
注目するプリミテイブが親の演算子の右と左との
いずれの項であるかを示すために用いられるも
の、即ち後述する AB なる演算が行われるとき当該プリミテイブが上記
Aに当たるものか上記Bに当たるものかを指示す
るために用いられるもの、(vii)表示が行われる際に
当該表示に当たつての着色を指示する色指示など
が記述されている。
以下簡単のために、4角柱状の物体Aと同じく
4角柱状の物体Bとが存在するものとし、それら
を真上からみた図にもとづいて説明する。なお第
4図および第5図に示す如く、真上からみた2次
元図形にもとづいて行つた説明も、図示の場合に
1次元のテスト・ラインに沿つて評価を行つてい
ることから、一般性を失うことはない。以下、第
4図を参照しつつ本発明による処理を説明する。
今第4図A図示の如く物体Aと物体Bとが前後
して存在するものとし、 AB なる演算の結果を得る場合を考える。本発明の場
合には、第4図B図示の如く、任意の予め定めた
視点(図示の場合には無限遠上の点)から複数の
テスト・ライン5―1,5―2,……を考える。
即ち、当該視点から物体をみる複数の視点を夫々
テスト・ラインとして考える。そして、各テス
ト・ライン上の各点が物体Aと物体Bとについて
夫々物体内にあるか外にするかによつて論理
「1」または論理「0」を与える。
テスト・ライン5―1に関して、図示点a′に達
したとき、物体Aに対応して論理「1」となり、
物体Bに対応して論理「0」であつて、第2図に
示す説明図にしたがつて、結果として論理「1」
となる。そして、当該結果が論理「1」に変化し
た点a′がテスト・ライン5―1上での「前面の
点」として登録される。またテスト・ライン5―
2については次の如くして図示点cがテスト・ラ
イン上での「前面の点」として抽出され登録がさ
れる。即ち、図示点aにおいては第4図D図示の
如く 01=0 であつて結果は論理「0」となる。また点bにお
いて物体Aについて論理「1」となるが、第4図
D図示の如く 1−1=0 であつて結果は論理「0」のままである。そして
点cにおいて第4図図示の如く 1−0=1 となり、結果が初めて論理「1」となり、点cが
「前面の点」として登録される。
このようにして複数の各テスト・ライン毎に
「前面の点」が登録され、これらの点を連らねる
ようにして所望の隠面消去図形が得られる。
第4図A,Bに対応する処理を図式的に表現す
ると、第4図C図示の如く、物体Aに対応するプ
リミテイブと物体Bに対応するプリミテイブ
とが、演算ノードにおいて結びつけられ、その
結果が即ち演算後の物体が「親」として得られた
形で表現できる。なお、第4図A,Bに対応する
処理の場合には、上記親が即そのまま答(ルー
ト、根)となつている。
上記第4図に関連して説明した如き形で、各物
体A,B,C,……について、夫々のテスト・ラ
イン上で、プリミテイブ・バケツトの内容にもと
づいて所望の演算を行なえば、物体A,B,C,
……が互にからみ合つた場合についての隠面消去
図形を得ることができる。しかし、からみ合う物
体の個数が増大するにつれて、演算回数が飛躍的
に増大する。このため、本発明においては、更に
一段と進めた実施例を提供している。
即ち、今仮に第5図A図示の如く物体A,B,
C,Dがからみあつていて、物体Aから物体Bを
取除いた物体に対して物体Cを附加し、この附加
された物体から物体Dを取除いた物体を得る場合
を考える。この物体は、第5図A図示斜線部分に
対応するものである。
この物体を得る処理として、第5図B図示の如
く S1=AB を実行し、次いで第5図C図示の如く S2=S1C を実行し、次いで第5図D図示の如く S3=S2D を実行し、第5図E図示の如く所望の図形を得
る。
第5図に関連して説明した処理を、第4図Cに
関連して述べた木構造にて表現すると、第6図図
示の如きものとなる。即ち、(i)プリミテイブと
とが演算ノードによつて親S1を得るべく結合
され、(ii)親S1とプリミテイブとが演算ノード
によつて親S2を得るべく結合され、(iii)親S2とプリ
ミテイブとが演算ノードによつて親S3を得る
べく結合され、(iv)親S3が即ち根であるとされるも
のとなる。
第7図は第6図図示の木構造に対応する処理を
実行する本発明の一実施例を示す。図中の符号4
は第3図に対応するプリミテイブ・バケツト、6
―1,6―2,6―3は夫々各ノードに対応する
親情報、7は抽出交点座標テーブル、8はテス
ト・ライン上演算部、8―1はテスト・ライン発
生シミユレート機構、8―2は,,○&演算処
理機構、8―3は交点座標出力処理機構を表わし
ている。
最初にプリミテイブとプリミテイブとが読
出され、当該各プリミテイブによつてポイントさ
れた親情報6―1が利用される。そして、第5図
B図示の如き処理が行なわれる。即ち、テスト・
ライン発生シミユレート機構8―1がテスト・ラ
イン5を発生し、当該テスト・ライン5に関し
て、,,○&演算処理機構8―2が演算を行
う。即ち、第5図B図示点aにおいて S1=01=0 なる演算が行なわれる。S1が論理「0」であるこ
とから更に図示点bにおいて S1=11=0 なる演算が行なわれる。S1が論理「0」であるこ
とから更に図示点cにおいて S1=10=1 なる演算が行なわれる。そしてS1が論理「1」と
なつたことから、それ以上の演算は中止され、図
示点dでの演算は省略される。そして、第7図図
示の親情報(S1)6―1におけるステータス「自
分」が論理「1」となつた位置での座標が仮登録
される。
次いで親情報6―1とプリミテイブCとが読出
され、これらによつてポイントされた親情報6―
2が利用される。そして、第5図C図示の如き処
理が同じテスト・ライン5上で行なわれる。即
ち、テスト・ライン5に関して、第5図C図示点
eにおいて S2=10=1 なる演算が行なわれる。S2が論理「1」となつた
ことからそれ以上の演算は中止され、図示点f,
g,hでの演算は省略される。そして、親情報6
―2におけるステータス「自分」が論理「1」と
なつた位置での座標が、先に仮登録された座標と
比較され、第5図C図示の場合には、点cの座標
は抹消され、点eの座標が仮登録される。
次いで親情報6―2とプリミテイブとが読出
され、これらによつてポイントされた親情報6―
3が利用される。そして、第5図D図示の如き処
理が同じテスト・ライン5上で行なわれる。即ち
テスト・ライン5に関して、第5図D図示点iに
おいて、 S3=01=0 なる演算が行なわれる。S3が論理「0」であるこ
とから更に図示点jにおいて S3=11=0 なる演算が行なわれる。S3が論理「0」であるこ
とから更に図示点kにおいて S3=01=0 なる演算が行なわれる。S3が論理「0」であるこ
とから更に図示点lにおいて S3=00=0 なる演算が行なわれる。そして、この場合には、
テスト・ライン5上には (((AB)C)D) に相当する結果の物体が交差しないことが明らか
にされる。そして、抽出交点座標テーブル7上に
は、テスト・ライン5に対応する欄例えば「V」
欄には「交点なし」が記述される。即ち、交点座
標出力処理機構8―3によつて、抽出交点座標テ
ーブル7に記述される。
このようにして、各テスト・ライン毎に最初の
交点が抽出され、抽出交点座標テーブル7上に、
各テスト・ライン毎に記述される。この結果を用
いて、隠面消去図形は、上記抽出交点を連らねる
形で描かれる。
(E) 発明の効果 以上説明した如く、本発明によれば、従来の場
合において、境界表現のデータ構造を抽出する必
要があつた点が改善され、処理量が大幅に低減さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の前提問題を説明する説明図、
第2図は本発明に用いるセツト・オペレータを有
するソリツド・モデリング言語における演算を真
理表の形で表わした説明図、第3図は本発明にい
うプリミテイブ・バケツトを説明する説明図、第
4図A,B,C,Dは本発明による一実施例抽出
処理を説明する説明図、第5図は本発明の他の一
実施例抽出処理のための原理を説明する説明図、
第6図は第5図図示の手順に対応する木構造、第
7図は第6図図示の木構造に対応する処理を実行
する本発明の一実施例構成を示す。 図中、1,2,3は物体,4はプリミテイブ・
バケツト、5はテスト・ライン、6は親情報、7
は抽出交点座標テーブルを表わす。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 各表示物体に対応するプリミテイブについて
    のタイプや位置や傾きや大きさを含む情報が格納
    されるプリミテイブ・バケツトをそなえると共
    に、 該プリミテイブ・バケツトから読出された個々
    のプリミテイブ相互間でセツト・オペレータを有
    するソリツド・モデリング言語に対応する真理表
    にもとづく演算を実行する機能を有するデータ処
    理装置において、 任意の予め定められた視点から発せられたテス
    ト・ラインにおける当該テスト・ライン上の点が
    上記プリミテイブ内にあるか外にあるかによつて
    少なくとも2進値を対応づけ、夫々のプリミテイ
    ブにもとづいて得られた各2進値について上記演
    算を実行するテスト・ライン上演算部をそなえて
    なり、 該テスト・ライン上演算部は、 上記視点から発せられる複数の各テスト・ライ
    ンをシミユレートするテスト・ライン発生シミユ
    レート機構と、 当該テスト・ライン発生シミユレート機構から
    発生された各テスト・ライン毎に上記演算を行う
    ,,○&演算処理機構と、 当該,,○&演算処理機構によつて行われた
    演算結果にもとづいて当該テスト・ライン毎に最
    初に物体と交差する交点を抽出し、当該物体に関
    して上記視点から見た表面形状を出力する交点座
    標出力処理機構とをそなえ、上記各テスト・ライ
    ン毎に得られた交点から上記物体の表面形状を出
    力するようにした ことを特徴とする隠面消去図形抽出処理方式。 2 上記テスト・ライン上演算部は、上記演算が
    行なわれるべきプリミテイブについて演算子を有
    するノードにて木構造に連結した状態木情報を読
    出し、当該木構造の根に向かう方向に演算してゆ
    き、各ノードにおける演算結果を利用するように
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の隠面消去図形抽出処理方式。
JP58182237A 1983-09-30 1983-09-30 隠面消去図形抽出処理方式 Granted JPS6074088A (ja)

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JPS6074088A JPS6074088A (ja) 1985-04-26
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CA1222318A (en) * 1984-07-13 1987-05-26 William J. Fitzgerald, Jr. Method for producing planar geometric projection images
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