JPH02236690A - 図形処理方式及びその装置 - Google Patents

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〕 本発明は、描画補助としてグリッドを表示する図形処理
方式に係り、特に遠近法に基づく描画等の立体的表現の
伴う図形作成に好適な図形処理方法及びその装置に関す
る。

〔従来技術〕 従来の技術においては、目的とするグリッドは格子間隔
及び傾きを設定することにより、グリッド格子が直交し
格子間隔が均一なグリッド（以下直交グリッドと呼ぶ）
に加え、グリッド格子が直交せず格子間隔が均一でない
グリッド（以下変形グリッドと呼ぶ）を設定することが
できた。また設定したグリッドを描画の際の基準として
用いるとともに、グリッドの格子間隔及び傾きを変更す
ることにより既描画図形を変形させる機能がある．例え
ば、本出願人等による出願である特開昭６２−２５１９
８０号公報「グリッド表示方式」を参照されたい。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術において、目的とする変形グリッドを作成
する際に格子間隔及び傾きを設定するが、それらが均一
でない遠近法に基づいたグリッド等の作成に対しては，
格子間隔及び傾きの設定が複雑になり、容易ではなかっ
た。

また図形入力において、グリッドは図形入力時の目安に
利用する程度で、グリッドの情報を有効に活用されては
いなかった。

また図形編集において、グリッドの変更と連動させるこ
とによる図形の変形は考慮されているが線形的な変形に
ついてのみである。

上記のようにグリッドを利用した図形処理において、従
来の技術は操作性に配慮がたりないと同時に機能が限定
されたものであった． 本発明の目的は、上記問題点を改善し操作性の向上及び
機能の拡充を図ることであり，特に遠近法に基づいた図
形入力・編集に関して容易な図形処理を提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、遠近法を表現するのに最低限必要な情報を
設定することにより遠近法に基づくグリッドを任意に作
成する手段と、図形入力・編集などの図形処理を実行す
ると自動的に遠近法に基づいた図形変形をする手段を設
けることにより達成できる。

〔作用〕

遠近法に基づくグリッドを作成する手段は、遠近法を表
現するために最低限必要な情報（視点，視覚的無限遠方
を示す消失点等）を設定することにより幾何学的性質を
利用して、遠近法に基づいたグリッドを容易に作成する
ことを可能にする．遠近法に基づき図形変形をする手段
は．入力・編集された図形を自動的に遠近法に基づき変
形することにより、遠近法に基づいた図形入力・編集を
容易にできるようにする。

〔実施例〕

以下、図に従って本発明を説明する。

まず遠近法に基づいたグリッドの考え方の一例を第２図
に従って説明する４ 第２（ａ）図に示すｘｙ方向に広がった直交グリッド平
面上に、等間隔ｄで図形２０１が並んでいる場合を考え
る。

ここで，空間的にこの直交グリッド平面から２方向に離
れた位置からグリソド平面と平行な方向（Ｘ方向）を眺
めた場合を考える。視点が点２０２に対して２方向（直
交グリッドに垂直な方向）に位置している場合、点２０
２を最近点と呼ぶ。ここで視点と最近点２０２の距離を
ｂとする。また、直交グリッドのＸ方向遠方上に消失点
と呼ぶ視覚的な限界点２０３（これ以上遠方は見えない
と仮定する）を設定する。

第２図（ｂ）図は、上記直交グリッド視点２０４の位置
関係をｙ方自から見た図である。つまり、直交グリッド
は直交した状態になっている。ここで、視点２０４から
は，直交グリッド上の図形２０１が視点２０４から距離
ａにある投影面２０５に投影されたように見えると考え
られる。その投影面２０５上での図形２０１の位置は、
視点２０４と図形２０１を結んだ直線２０６と，投影面
２０５の交点により求まる。また、その交点の位置をス
ケール２０７上にＸｎ（ｎは図形２０１に対する通し番
号で、左からｎ＝ｏ，１・・）で示す。

Ｘｎは、幾何学的につぎのように求まる．Ｘｎ＝一目一
Ｘｂ　　　　（Ａｌ） ａ＋ｎｄ 消失点に対するＸｎの値（視点２０４と消失点２０３を
結ぶ直線２０９と、投影面２０５の交点）は，ｂに等し
いと近似する９ 第２（ｃ）図は、上記直交グリッドと視点２０４の位置
関係を２方向から見た図である。図形２０】の頂点（高
さｈ）は、同様に投影面２（｝５に投影されたように見
える。その投影面２０５上の位置をスケール２０８上の
Ｙｎ　（ｎは図形２０１に対する通し番号）で示す。

Ｙｎは、幾何学的につぎのように求まる。

Ｙｎ＝：　　ａ　ｘｈ　　　　（Ａ２）ａ十ｎｄ 消失点に対するＹｎの値は、０に等しいと近似する。

第２　（ａ），（ｂ）図のスケールのＸｎ，Ｙｎ．の値
より、横軸をＸｎ，縦軸をＹｎとして考えると、第３（
ａ）図のようなグリッドが作成できる．ここで，直線３
０１は図形２０１の頂点の投影位置を結んだものである
。これは、元の直交グリッド上の直線ｙ＝ｈ　（最近点
を原点とする）の投影像を示している． 同様に，図形２０１の高さｈを直交グリッドのＸ方向グ
リッドに合わせて変化させることによりその投影像が求
まり、第３（ｂ）図のようなグリッドが作成できる。た
だし、グリッドの複雑さを避けるためにＸ方尚のグリッ
ドは省いている．第１２図（ａ）は、この考え方に基づ
いて作成したグリッドである．このグリッドを利用し第
１２図（ｂ）のような立体的な図形の描画が容易にでき
る。

次に本実施例を第１図に従って詳細に説明する。

グリッド設定ステップ１０１において上記の考え方を利
用して、視点，最近点，消失点の位置関係、元直交グリ
ッド上でのグリッド間隔長、視点から投影面までの距離
を設定することにより、遠近法に基づいたグリッドを作
成する．また，消失点の近傍ではグリッド間隔が極度に
小さくなるため、間隔がある程度以下になったらグリッ
ドを省略する処理をする．次にステップ１１０において
，ユーザーの指示に従って、入力・編集する図形を遠近
法に基づき変形するかどうかを判定する．ステップ１１
０において、ユーザーが変形をすると指示した場合は、
図形処理ステップ１１１で従来の図形入力・編集を行う
。またステップ１１０において、図形変形が必要である
とユーザーが選択した場合は，以下の図形処理を行う。

図形処理はステップ１０２において、図形入力と図形編
集に分けられる。

図形入力の場合、図形入力処理ステップ１０４において
目的の図形を元の直交グリッド上の位置で入力指定する
。入力指定された図形は表示ステップ１０７で表示され
る前に、図形変形処理ステップ１０６により入力位置に
おいて遠方法に基づいた形に変形される．変形を必要と
しない図形入力については，図形変形処理ステップ１０
６を飛ばして処理を進める。

図形編隼の場合、図形編集処理ステップ１０３において
既入力図形に対し各種編集処理をする。編集処理の内容
が移動・複写などグリッド上における位置変化を伴う場
合、ステップ１０５で判断し図形変形処理ステップ１０
６でグリッド上の該当位置において遠近法に基づいた形
に対象図形を変形する。

上記のように入力・編集された図形は、表示ステップ１
０７で表示され、図形データ記憶ステップ１０８でデー
タを記憶される。図形作成は終了ステップ１０９までを
繰り返すことにより行う。

つぎに第１図の図形変形処理ステップ１０６の処理につ
いて説明する。前記の式（ＡＩ．），（Ａ２）は、元の
直交グリッド上の図形２０１の頂点が遠近法に基づくグ
リッド上のＸｎ，Ｙｎで示される位置に投影されること
を示している。つまり元の直交グリッド上の点（ａ＋ｎ
ｄ＋ｈ）が、遠近法に基づくグリッド上の点（Ｘｎ，Ｙ
ｎ）に座標変換されたとみなせる．ここで一般に，元の
直交グリッド上の点（ｘ，ｙ）（最近点を原点とする）
は、つぎのように遠近法に基づくグリッド上の点（Ｘ．
Ｙ）に座標変換される． Ｘ−ａ Ｘ＝　　　　ｘｂ　，　　Ｙ＝−ｘｙ　　　（Ｂ　１）
Ｘ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｘここで
ａは視点から投影面までの距離，ｂは視点と最近点の距
離である。その様子を第１０図で示す。（ａ）図の直交
グリッド上の点Ｐ（ｘ＋ｙ）１００２は、第２図と同様
の考え方（投影面１００１への投影像）により、投影面
（遠近法に基づくグリッド）上における座標値Ｘ１００
３，　Ｙ１００４が求まる。

この結果、（ｂ）図に示す遠近法に基づ・くグリッド上
の点Ｐ’　１００６が定まる。図形変形処理ステップ１
０６では、元の直交グリッド上で従来の入力・編集処理
を行った結果にこの（Ｂ１）の座標変換を行うことによ
り、遠近法に基づいたグリッド上での入力・編集処理を
行う。

第４図〜第６図は、上記処理の内容を具体的に図解した
ものである。

第４図において、（．）図に示す直交グリッド上に図形
４０１を入力すると、（ｂ）図に示す遠近法に基づいた
グリッド上に図形４０２のように入力される。これは、
図形４０１の各頂点を座標変換することにより行われる
。４０３は投影面の位匠、４０６は消失点を示している
。

第５図において、同図（．）に示す直交グリッド上の図
形５０１を複写して図形５０２を得た場合、同図（ｂ）
に示す遠近法に基づくグリッド上では図形５０３から図
形５０４が得られる。これも同様に、図形５０２の各頂
点を座標変換することにより行われる。

また第６図において，同様に同（ａ）で図形６０１を拡
大して図形６０２のようにした結果、同図（ｂ）に示す
遠近法に基づいたグリッド上では、図形６０３が図形６
０４のように拡大される。

本実施例で省略している横方向のグリッド線分を利用す
れば、上下方向にも遠近法に基づく描画が可能である。

本実施例では、消失点が１個の場合を示したが、第７図
（ａ）の様に消失点７０２が２個またはそれ以上あるグ
リッドを設定することにより、第７図Ｃｂ）　　のよう
な、より複雑な図形作成が可能になる。グリッドの設定
の考え方としては、第７図（ａ）において線分７０１を
境に左右に１消失点のグリッドを設定する等が考えられ
る。

また第８図には、消失点８０２が描画範囲８０１の外に
存在する場合のグリッドの例を示す。このようなグリッ
ドは，作成された遠近法に基づくグリッド範囲８０３の
一部を描画範８８０１に設定することにより作成できる
． 図形作成後、第９図（ａ），（ｂ）が示すように、消失
点９０２を移動させてグリッド９０１を変形させること
により，図形９０３を異なった視点から見た表現にする
こともできる。

次に、本発明を実現するハードウェア構成を説明する。

第１１図は本発明の機器構成図である。機器構成は、図
形等の入力を行うキーボードなどによる入力装１ｉｉｏ
ｘ，図形データ等を記憶する記憶装ｉ１１０２，図形や
グリッド等を表示するＣＲＴディスプレイなどの表示装
置１１０３、前記各部の制御を行う制御装置ｌ１０４に
よりなるゆ このうちの制御装置ｌ１０４を詳細に説明する。

制御装置１１０４は，グリッド表示部１１０５，図形入
力部１１０６，図形表示部１１０７，対照指定部１１０
８，図形編集部１１０９，図形変形部１１１０の６つの
機構により構成される。

グリッド表示部１１０５は、グリッド設定情報を入力装
５１１０１又は記憶装置１ｌ０２より取り入れ、その情
報に基づきグリッドを作成し表示装置１１０３に表示す
る。必要があれば、グリッド設定情報を記憶装置１１０
２に格納する。

図形入力部１１０６は、図形の入力を表示装置１１０３
の表示により誘導し、入力装置１１０１から入力を受付
け、記憶装１１１０２に記憶する。

図形表示部ｌ１０７は、入力，編集，変形された図形を
、その図形データを基に表示装置ｌ１０３に表示する。

対象指定部１１０８は、前記図形表示部１１０７によっ
て表示された図形の一部又は全部を入力装置１１０１よ
り指定すると、記憶装１１ｉ１１０２に記憶された図形
データのうち該当するものを検索する。

図形編集部１１０９は、上記対象指定部ｌ１０８により
求めた図形に対し，移動，拡大等の編集を施す。

図形変形部１１ｌＯは、図形入力部ｌ】０６又は図形編
集部１ｌ０９により処理された図形を、必要に応じてグ
リッドに適合する形に変形し，記憶装置１１０２に記憶
する． 〔発明の効果〕 本発明によれば、遠近法に基づくなどの複雑なグリッド
を、各部の格子間隔・傾きを設定せずに簡単な幾何学的
情報から容易に作成できる．また、複雑なグリッド、と
くに遠近法に基づいたグリッド上において、遠近法など
グリッドの定める空間に従った編集処理を容易に行える
ようにし、操作性の向上に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフローチャートを示した図、第２図は
遠近法の幾何学的考え方を示した図、第３図は遠近法に
基づくグリッドの作成例を示した図、第４図は具体例に
おいて図形入力を示した図、第５図は具体例において図
形移動を示した図、第６図は具体的において図形拡大を
示した図、第７図は本発明を消失点が複数の場合に適用
した例を示した図、第８図は作成したグリッドの一部を
描画範囲に設定した例を示した図、第９図は本発明を消
失点の移動に適用した例を示した図、第ｌＯ図は遠近法
に基づく座標変換の例を示した図、第１１図は本発明を
実現する機器構成図，第１２図は本発明を消失点が一つ
の場合に適用した例を示す図である． １０１・・・グリッド作成ステップ， １０２・・・図形入力・編集判定ステップ、１０３・・
・図形編集処理ステップ、 １０４・・・図形入力処理ステップ、 １０５・・・位置変化判定ステップ、 １０６・・・図形変形処理ステップ、 １０７・・・表示ステップ、 １０８・・・図形データ記憶ステップ，１０９・・・終
了判定ステップ、 １１０・・・変形判定ステップ、 １１１・・・図形処理ステップ。 第　１　閃 （ａ） 弟 図 （ｂ） 第 図 第 図 （ｂ） 第 ＩＯ 図 （改） 第 ｌ２ （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、図形処理における描画補助としてグリッドを表示す
   る図形処理方式において、視点、最近点、消失点、投影
   面の位置を設定することにより、遠近法に基づくグリッ
   ドを作成できることを特徴とした図形処理方式。 ２、図形を入力装置によって入力し、表示装置上に表示
   する手段と、上記入力された図形を編集する手段と、上
   記編集された結果を表示する手段と、上記入力・編集処
   理の補助となる変形グリッドを設定し表示する手段を有
   する図形処理装置において、直交グリッド上で設定され
   た入力図形を上記設定された変形グリッドに適合した形
   に自動的に変形する手段を有することを特徴とした図形
   処理装置。 ３、請求項２記載の図形処理装置において、上記直交グ
   リッド上で設定された入力図形を上記設定された変形グ
   リッドに適合した形に変形するかどうか選択する手段を
   有することを特徴とした図形処理装置。 ４、請求項２記載の図形処理装置において、既入力図形
   に変形グリッド上での位置的変化を伴う編集をすると、
   上記変形グリッドに適合した形に自動的に変形する手段
   を有することを特徴とした図形処理装置。 ５、請求項４記載の図形処理装置において、既入力図形
   を編集する際に図形を変形させるかどうか選択する手段
   を有することのできることを特徴とした図形処理装置。 ６、請求項２記載の図形処理装置において、前記変形手
   段が視点、最近点、消失点、投影面の位置を設定するこ
   とにより遠近法に基づいたグリッドを設定することによ
   り、上記直交グリッド上で設定された図形を入力すると
   自動的に遠近法に基づいた形に変形する手段からなるこ
   とを特徴とした図形処理装置。 ７、請求項６記載の図形処理装置において、遠近法に基
   づいたグリッドを設定することにより、直交グリッド上
   で設定された入力図形を遠近法に基づき変形をするかど
   うか選択できること手段を有するを特徴とした図形処理
   装置。 ８、請求項４記載の図形処理装置において、上記遠近法
   に基づいたグリッドを設定することにより、図形を編集
   すると自動的に遠近法に基づいた形に変形をする手段を
   有することを特徴とした図形処理装置。 ９、請求項８記載の図形処理装置において、上記遠近法
   に基づいたグリッドを設定することにより、編集する図
   形を遠近法に基づき変形させるかどうか選択できる手段
   を有することを特徴とした図形処理装置。