JPH03196369A - ３次元形状の点の指定方式 - 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ＣＡＤ／ＣＡＭ装置における点の指定方法に関
する。

従来の技術 ＣＡ　Ｄ／ＣＡＭシステムにおいては、形状の定義、修
正、全体図からの部分や部品を抽出するとき、形状上の
任意の点を指定する必要がある。従来、この作業は表示
装置の画面に３次元形状図（斜視図等）を描画し、描画
形状から任意の点をマウスやタブレット等のポインティ
ングディバイスで指定している。この場合、指定しよう
とする点が描画された３次元形状図では描画されず見え
ない場合には、３次元形状図を回転させて見える状態に
して、点を指定している。又、断面を指定して、断面を
表わす２次元図から任意の点を指定する方法が採用され
ている。

発明が解決しようとする課題 ３次元物体を一面に投射した３次元形状図では、隠れて
見えない点や、他の点と重なっている場合等、表示装置
の画面に表示されている図面から１点を特定することが
非常に困難な場合がある。そのため、描画された３次元
形状図を回転させて、目的とする点が見える状態にして
、他の点と区別して、点を指定しようとすると、３次元
形状図を回転表示させるための処理時間が非常に長くな
り、作業効率を悪くする。

又、断面を表示させる場合でも指定した点によって断面
が変わり、必要とする断面を順次再表示させねばならず
、この作業も時間を要する作業となる。

そこで、本発明の目的は、点の指定を容易で、かつ、簡
単に指定できる方法を提供することにある。

課題を解決するための手段 表示装置の画面上に物体の３次元形状図を描画して、該
形状の点を指定するＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおける点
指定方法において、本発明は、上記３次元形状図と共に
異なった方向からの投影図を１以上描画し、ポインティ
ングディバイスでカーソルを移動させて該カーソル位置
を指定することにより、カーソルで位置づけた描画図上
で指定位置に一番近い点を上記各描画図に表示して、点
を選択指定するようにする。

また、位置補正指定手段を設けて、上記カーソルで３次
元形状図上の位置を指定し、該指定位置に一番近い点を
各描画図に表示した後、上記位置補正指令手段より位置
補正指令を入力する毎に、３次元形状図上においてカー
ソル位置に近い順に点を検出し、検出した点を上記各描
画図中に順次表示する。

さらに、カーソルで３次元形状図上の位置を指定し、指
定位置に一番近い点を各描画図に表示した後、３次元形
状図上で重なった点が指定されているときなど、上記具
なった方向がらの投影図の１つの図上にカーソルを移動
させて位置づけ、上記位置補正指令手段より補正指令を
入力することにより、カーソルを位置づけた投影図上に
おいて、カーソルに一番近い点を検出し、この検出点を
各描画図上に表示する。これによって３次元形状図上で
重なった点が指定されたときも、重なった点の内の１つ
の点を指定できるようにする。

作　　用 ポインティングディバイスを操作してカーソルを移動さ
せ、目的とする点の位置にカーソルを位置決めして指定
すると、カーソルが存在する描画図上でカーソルと一番
近い点が検出され各描画図に表示される。その結果、３
次元物体を異なった方向からみた３次元形状図、及び、
投影図に選択された点が表示されるから、１つの描画図
で重なっていた点も他の描画図では離れて見えるので、
点の指定をきわめて容易に行うことができる。

又、３次元形状図上で点を指定して、各描画図に点を表
示させた後、位置補正入力手段より補正入力指令を入力
する毎にカーソル位置に近い点を近い順に表示するので
、目的とする点を早く指定することができる。さらに、
３次元形状図で点を指定して各描画図に点を表示した後
、３次元形状図では点が重なっていて、他の投影図では
表示された点が目的とする点ではない場合には、カーソ
ルを他の投影図の１つの図上に移動させ、目的きする点
の位置に位置づけて位置補正指令を入力すれば、カーソ
ルが置かれた投影図上においてカーソルに一番近い点が
選択され表示されるので重なった点も容易に指定できる
。

実施例 第２図は、本発明を実施するＣＡＤ／ＣＡＭ装置の一実
施例の要部ブロック図で、１０は該装置の処理を実行す
る中央処理装置（以下、ＣＰＵという）である。該ＣＰ
ＵＩ　Ｏには、該装置を制御する制御プログラムが格納
されているＲＯＭＩ　１゜データの一時記憶や演算処理
のためのデータ記憶に利用されるＲＡＭ１２．３次元か
ら２次元データに、２次元データから３次元データに座
標変換のための行列式の演算を行うための浮動少数点演
算用プロセッサ１３．入出力ボート１４．ハードディス
クコントローラ１５．フレームバッファを有し、画像の
画面位置を記憶する表示用メモリ１６、グラフィックデ
イスプレィ装置のＣＲＴ制御装置２２がバス１７で接続
されている。また、必要に応じて拡張用ＲＡＭｌ８．拡
張用ＲＯＭｌ９が該バス１７に接続される。入出力ボー
ト１４には、各種指令キーや数字キーを有するキーボー
ド２０及びグラフィックデイスプレィ画面上のカーソル
を移動させ、画面上の位置を指示するためのボインティ
ングデイバイスとしてのマウス２１が接続されている。

また、ハードディスクコントローラ１５には、すでに作
成された３次元物体形状データが予め格納され、また、
３次元物体形状データが格納されるハードディスク２４
が接続されている。

一方、ＣＲＴ制御装置２２には３次元物体の描画図及び
マウスで指定するクロスヘアカーソル位置等を表示する
ＣＲ７表示装置２３がが接続されている。

上述したＣＡＤ／ＣＡＭ装置の構成は従来のものと同じ
であるが、点の指定時には、従来は第３図に示すように
、ＣＲ７表示装置２３の画面に３次元物体を投影した３
次元形状図（３次元投影図）３０のみしか描画しなかっ
た。しかし、本発明においては、３次元形状図を描画す
ると共に、異なった方向からの投影図を１以上描画する
ようにしている。本実施例においては、第４図に示すよ
うに、異なった方向からの投影図として、平面図。

正面図をもＣＲ７表示装置２３の画面に描画するように
している。

第１図（ａ）〜第１図（ｆ）は、形状の定義、修正９部
分や部品の抽出のために、３次元形状の点を指定すると
きのＣＰＵｌ０の処理フローチャートを示すものである
。

まず、３次元投影図（３次元形状図）を第３図に示すよ
うにＣＲ７表示装置２３の画面に表示すると共に、第４
図に示すように正面図、平面図をも表示する（ステップ
１００．１０１）。

次に、オペレータがマウス２１を操作して、クロスへア
カ−ツル３１を３次元投影図上の希望する点に移動させ
、マウス２１の２つあるスイッチの内、一方のスイッチ
１を押すと、ＣＰＵ１０はカーソル３１の中心を通り画
面と垂直な直線を求める（ステップ１０２，１０３，１
０４）。なお、本実施例においてはマウス２１のスイッ
チ１を特定完了用スイッチとし、スイッチ２を位置補正
指令入力手段としての位置補正スイッチとしている。

次にＣＰＵｌ０は、３次元物体の点の数をレジスタＮに
格納し、指標ｉを「２」にセットし、レジスタＰ１に「
１」を格納する（ステップ１０５〜１０７）。なお、点
の数（Ｎ）だけレジスタＰ１〜ＰＮが後述するように用
意されている。そして、以下、ステップ１０８からステ
ップ１２２の処理によって、レジスタＰＬ、Ｐ２．Ｐ３
・・・・・・ＰＮには直線に近い点の順序でその番号が
格納される。

即ち、ＣＰＵｌ０は点１と直線の距離を計算し、その距
離をレジスタＤ１に格納し、指標ｉで示す点ｉ　　（＝
２）と直線の距離をレジスタＤｉ（−Ｄ２）に格納する
（ステップ１０８，１０９）。

次に、指標ｊを「０」にセットしくステップ１１０）、
該指標ｊを「１」インクリメントしくステップ１１１）
、指標ｊと１が一致するか否か判断する（ステップ１１
２）。現時点ではｊ−１、ｉ＝２である。ステップ１１
２からステップ１１３へ移行し、指標ｊ　（＝１）に対
応するレジスタＰｊ（＝Ｐ１）の値（現時点では「１」
）をレジスタｋに格納し、該レジスタにの値（Ｉｌｌ　
）に対応するレジスタＤｋ　（＝Ｄ１）と指標ｉに対応
するレジスタＤｉ　　（＝Ｄ２）の値を比較し、Ｄｋ＝
Ｄ１＞Ｄｉ＝Ｄ２ならばステップ１１５へ、又、Ｄ１≦
Ｄ２ならば、ステップ１１１へ移行し、指標ｊをインク
リメントし、指標ｊが１２」となり指標ｉの値と等しく
なるから、ステップ１１５へ移行する。ステップ１１５
では指標ｉの値（−２）をレジスタＡに格納する。即ち
、現時点では指標ｉは「２」であり、指標ｊは「１．」
又は「２」しかとりえず、ステップ１１４でＤｉ＞Ｄ２
で、点１．の距離Ｄ１が点２の距離Ｄ２より大きければ
指標ｊは「１」となり、逆であれば指標ｊは「２」とな
り、指標ｊは点２の距離の小ささの順番をステップ１１
５の段階では示していることとなる。また、レジスタＡ
には、ｊ番目に距離が小さい点の番号が格納される。次
に、指標ｊに対応するレジスタＰｊＯ値をレジスタｋに
格納し、レジスタＡの値をレジスタＰｊに格納する（ス
テップ１１．６．１１．７）。即ち、指標ｊの値は距離
の小ささの順番を記憶しているから、レジスタＰｊには
ｊ番目に距離の小さい点の番号が格納されている。。そ
して、指標ｊを「１」インクリメントしくステップ１１
８）、レジスタにの値をレジスタＡに格納しくステップ
１１９）、指標ｊが指標ｉの値を越えるまでステップ１
１６〜１２０の処理で繰り返す。

例えば、Ｄｉ＞Ｄ２の場合、指標ｊ＝１でステップ１１
４からステップ１１５へ移行するのでレジスタＡには「
２」が格納され、レジスタｋにはｒｌＪ　　（−Ｐｊ）
が格納され、レジスタＰｊ−Ｐ１にはｒ２Ｊ　　（−Ａ
）が格納される（ステップ１１５〜１１７）。そして、
指標ｊを「２」としてレジスタＡにレジスタにの値「１
」を格納しくステップ１１８．１１９）、ｊ−２≦ｉ＝
２であるのでステップ１２０から１１６へ移行し、レジ
スタｋにレジスタＰ２の値を格納するが、レジスタＰ２
にはまだ何の値もセットされてないから任意の値（例え
ば「０」）が格納される（ステップ１１６）。そして、
ステップ１１７でレジスタＰ２にレジスタＡの値「１」
が格納され、指標ｊが「３」にされ（ステップ１１８）
、レジスタＡにレジスタにの値（０）が格納され（ステ
ップ１ １１９）、ｊ＝３．ｉ＝２であるので、ステップ１２０
から１２１へ移行する。その結果、ＰＩ３、Ｐ２＝１と
なる。

又、Ｄｌ〈Ｄ２の場合はステップ１１５の段階でｊ＝２
となるので、ステップ１１７でレジスタＰ２にレジスタ
Ａの値「２」が格納され、ステップ１１８，１．１９．
１２０を経てステップ１２１へ移行する。その結果、Ｐ
１＝１．Ｐ２＝２が格納されることとなり、点１，２の
内、直線との距離が小さい点の番号がレジスタＰ１に大
きい方がレジスタＰ２に格納されることとなる。

次に、ステップ１２１で指標ｉを「１」インクリメント
し、該指標ｉの値がレジスタＮに記憶する点の数以下で
あれば（ステップ１２２）、ステップ１０９〜１２２の
処理を繰り返すこととなる。

以下、上記処理を繰り返し、ステップ１２１で指標ｉが
例えば［５］となりレジスタＮの値より小さい場合には
、ステップ１０９で点ｉ　（＝５）と直線の距離がレジ
スタＤｉ　　（＝Ｄ５）に格納され、指標ｊが「１」に
され（ステップ１１０゜２ １１１）、ステップ１１２からステップ１１３へ移行し
てレジスタＰ１に記憶する点１〜４の内、直線との距離
が最小の点の番号がレジスタｋにセットされ、該直線と
の距離が最小の点の距離Ｄｋと点５の距離Ｄ５がステッ
プ１１４で比較され、距離Ｄ５の方が大きければステッ
プ１１１〜１１４の処理が繰り返される。即ち、ステッ
プ１１１〜１１４の処理に・よって、点５と直線との距
離Ｄ５と、レジスタＰ１〜Ｐ４に距離の小さい順に記憶
する点と直線との距離が小さい方から順に比較されるこ
ととなり、距離Ｄ５が小さくなったとき、指標ｊの更新
がストップし、その指標ｊが示すレジスタＰｊに点５の
番号「５」が格納され、指標ｊより大きい値にレジスタ
Ｐｊ＋１にはＰｊＯ値が順にシフトされて格納し、点１
〜５中で点と直線との距離が小さい順にレジスタＰ１〜
Ｐ５に、その点の番号が格納されることとなる。

例えば、ｊ＝３．　　レジスタＰ３に格納した番号の点
の距離がＤ５より大きいときには、レジスタＰｉ、Ｐ２
の値は変更する必要がなく、レジスタＰ５にレジスタＰ
４の値、レジスタＰ４にレジスタＰ３の値、レジスタＰ
３に「５」を格納すればよい。この場合、ステップ１１
５でレジスタＡにｒ５Ｊ　　（−ｉ）がセットされ、ス
テップ１１７でレジスタＡの値「５」がレジスタＰ３に
格納され、指標ｊを「４」としくステップ１１８）、レ
ジスタＡにレジスタにの値（先にレジスタＰ３に記憶し
ていた点番号）が格納されて（ステップ１１９）、ｊ＝
４．ｉ＝５であるので、ステップ１２０からステップ１
１６へ移行し、レジスタｋにレジスタＰ４の値を格納し
て、レジスタＰ４にレジスタＡの値、即ち、更新前のレ
ジスタＰ３の値がセットされる（ステップ１１７）。そ
して、指標ｊを「５」とし、レジスタＡにレジスタにの
値（更新訂のレジスタＰ４の値）をセットしくステップ
１１８．１１９）、ｊ＝５．Ｉ＝５であるから再びステ
ップ１２０からステップ１１６へ移行して、レジスタｋ
にレジスタＰ５の値（この場合、任意の値、例えば「０
」）を格納し、レジスタＰ５にレジスタＡの値（更新前
のレジスタＰ４の値）が格納され（ステップ１１７）指
標ｊを「６」とし、レジスタにの値がレジスタＡにセッ
トされ、ｊ６、ｉ＝５であるので、ステップ１２０から
１２１へ移行する。

以上の処理によって、レジスタＰ１〜Ｐ５には、点と直
線との距離Ｄ１〜Ｄ５の小さい順に点番号が格納される
こととなる。

かくして、指標ｉが点の数Ｎを越えるまでステップ１０
９〜１２２の処理が繰り返されて、レジスタＰＬ、Ｐ２
．Ｐ３・・・・・・ＰＮには点と直線との距離が小さい
順に夫々点番号が格納されることとなる。

そして、指標ｉが点の数Ｎを超えると指標ｉを「１」に
セットしくステップ１２３）、指標ｉに対応するレジス
タＰｉ（＝Ｐ１）に記憶する点茶をレジスタｊに格納し
、レジスタｊに格納された点茶のデータを読み出し、３
次元投影図、正面図。

平面図に読み出したデータに基いて鎖点の位置にマーク
３２を描画する（ステップ１２４，１２５）。即ち、カ
ーソルの中心を通り画面と垂直な直線５ との距離が１番近い点を、まず始めにマーク３２によっ
て表示する。

例えば、第３図に示すようにカーソル３１を位置づけた
場合、マーク３２は、第３図の３次元投影図においては
第３図に示すように表示され、又、平面図、正面図にお
いては、点８２点すの内、直線との距離が近い方として
点ａがマーク３２で表示される。

そこで、オペレータは表示されたマーク３２の位置で現
在特定されている点を確認し、オペレータの希望する目
的の点であればマウス２１の指定完了用スイッチ１を押
し、点の指定を終了する（ステップ１２６，１２７．１
３３）。

又、目的とする点でなければ、マウス２１を操作してカ
ーソル３１を平面図又は正面図上に移動させて目的とす
る点（例えば第４図における点ｂ）の位置に位置づける
か、又は、カーソル３１を移動させず３次元投影図に位
置づけたままマウス２１の位置補正用スイッチ２を押す
（ステップ１２８）。ＣＰＵｌ０はカーソルの位置を判
断し６ （ステップ１２８）、カーソル３１が３次元投影図上に
あれば、指標ｉを「１」インクリメントしくステップ１
３０）、指標ｉが点の数を超えてなければ（ステップ１
−３１）、ステップ１２４に戻り、直線に次に近い点を
マーク３２で表示する（第３図、第４図の例では点すが
マーク３２で表示される）。以下、目的の点が得られる
まで、位置補正用スイッチ２をオペレータが押し続けれ
ば、ステップ１２４〜ステツプ１３１の処理が繰り返さ
れ、点は順次マーク３２で表示されることとなる。そし
て、−巡して指標ｉが点の数Ｎを超えると再び指標ｉを
「１」にセットしくステップ１３２）、ステップ１２４
以下の処理を繰り返すこととなる。

一方、ステップ１２８でオペレータがカーソル３１を平
面図上に移動し位置づけた場合には、ｃｐｕｉｏはステ
ップ１２９からステップ１３４へ移行し、指標ｊを「１
」にセットし、指標ｊで示される点と平面上のカーソル
３１との距離を求めてレジスタＳｊに格納する（ステッ
プ１３５）。

そして、指標ｊを「１」インクリメントしくステップ１
３６）、指標ｊが点の数Ｎを超えるまで、ステップ１３
５〜１３７の処理を繰り返し、レジスタ８１〜ＳＮに各
点１〜Ｎとカーソル３１の間の距離を夫々セットする。

指標ｊが点の数Ｎを超えると、指標ｋを「１」にセット
しくステップ１３８）、該指標にで示されるレジスタＳ
ｋの値をレジスタＡに格納しくステップ１３９）、指標
ｊに「２」をセットする（ステップ１４０）。そして、
指標ｊで示されるレジスタＳｊの値とレジスタＡの値を
比較する（ステップ１４１）。この場合、レジスタＳ２
の値とレジスタＡに記憶するレジスタＳ１の値が比較さ
れることとなり、レジスタＳｊの値が大きければステッ
プ１４４へ移行し、レジスタＳｊの値が大きくなければ
指標ｊの値を指標ｋにセットし、該指標にで示されるレ
ジスタＳｋの値をレジスタＡに格納しくステップ１４２
．１４３）、指標ｊを１１」インクリメントシ（ステッ
プ１４４）、指標ｊの値が点の数Ｎを超えるまで、ステ
ップ１４１からステップ１４５の処理を繰り返す。その
結果、レジスタＡには点１〜Ｎの中でカーソルとの距離
が一番小さい点の距離Ｓｋが記憶され、指標ｋには、そ
の点の点茶を示す値が記憶されることとなる。

次に、指標にで示す点（カーソル３１に一番近い点）の
Ｘ座標値、Ｙ座標値を点データより読出し、レジスタＸ
、Ｙにそれぞれ格納する（ステップ１４６，１４７）。

そして、指標ｉを「１」にセットしくステップ１４８）
、指標ｉで示されるレジスタＰｉ（＝Ｐ１）の値を（点
茶）を指標ｊにセットし、該指標ｊに対応する点茶の点
のＸ。

Ｙ座標値を点データより読出し、レジスタＡ、　　Ｂに
夫々格納して、レジスタＡの値とレジスタＸの値、及び
、レジスタＢの値とレジスタＹの値が共に一致するか否
か判断しくステップ１４９〜１５３）、一致しなければ
指標ｉを「１」インクリメントして（ステップ１５４Ｌ
ステツプ１４９以下の処理を繰り返す。即ち、レジスタ
Ｐ１〜ＰＨには、３次元投影図で指定したカーソル３１
の位置に近い順位に点の番号が記憶されているので、９ ３次元投影図上のカーソル３１に近い点の順に平面図上
のカーソルで指定された点とのＸ、Ｙ座標値が比較され
ることとなる。例えば、第３図に示すように、カーソル
３１を第３図に示す位置に位置づけて該カーソル３１と
点との距離が近い順に、その点茶がレジスタＰ１〜ＰＨ
に格納されているので、始めに点ａが表示され、その後
カーソル３１を平面図上の点すの位置に位置づければ、
点すの点茶は点ａの点茶を記憶するレジスタの次、又は
近いレジスタに記憶されているから、ステップ１４９か
らステップ１５４のループ処理中、早い段階でレジスタ
Ａ、Ｘ、レジスタＢ、　Ｙの値の一致する点が検出され
る。こうして、座標値が一致したならばステップ１２４
へ戻り、一致した点の点茶（Ｐｉ）をレジスタｊにセッ
トし、鎖点を３次元投影図、平面図、正面図に描画して
、目的の点であればマウス２１の特定完了用スイッチ１
を押すことによって、点の指定は終了する。

又、ステップ１２８でマウス２１を操作してカーソル３
１を正面図上に移動させ位置づけたとき０ には、ステップ１２９からステップ１１５へ移行しステ
ップ１５５からステップ１７５の処理を行うこととなる
が、この処理は、上述した平面図上にカーソル３１を位
置づけたときの処理と同様で、相違する点はステップ１
４７に対応するステップ１６８、ステップ１５１に対応
するステップ１７２の処理で、Ｙ軸座標値の代りに２軸
座標値がレジスタｚ、Ｂにセットされる点が異なるのみ
である。即ち、平面図はＸ−Ｙ平面図であり、正面図は
Ｘ−２平面図であることから、この相違点が生じたのみ
であり、他の処理は平面図上にカーソル３１があるとき
と同一である。

なお、上記実施例においては、３次元投影図と、平面図
、正面図を描画するようにしたが、平面図。

正面図以外の側面図、背面図、底面図等も必要に応じて
描画するようにしてもよい。さらには、異なった角度か
らの３次元投影図を２以上描画させるようにしてもよい
。又、２つのＣＲ７表示装置に描画図を分けて描画する
ようにしてもよい。

発明の効果 本発明は、３次元形状図を回転させたり、断面２次元図
を表示させたりする必要がなく、目的とする点を簡単に
、かつ、容易に指定することができ、点指定の作業を効
率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｆ）は発明の一実施例における点指定
の処理フローチャートである。第２図は同実施例を実施
するＣＡＤ／ＣＡＭ装置の要部ブロック図、第３図は３
次元投影図の例、第４図は第３図に示す３次元投影図の
物体の平面図、正面図の描画図である。 ３０・・・３次元物体の形状図、３１・・・クロスヘア
カーソル、３２・・・マーク。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）表示装置の画面上に物体の３次元形状図を描画し
   て、該形状の点を指定するＣＡＤ／ＣＡＭシステムにお
   ける点指定方法において、上記３次元形状図と共に異な
   った方向からの投影図を１以上描画し、ポインティング
   ディバイスでカーソルを移動させて該カーソルで位置を
   指定することにより、カーソルで位置づけた描画図上で
   、指定位置に一番近い点を上記各描画図に表示して点選
   択指定するようにした３次元形状の点の指定方法。
2. （２）位置補正指令入力手段を設け、上記カーソルで上
   記３次元形状図上の位置を指定し、指定位置に一番近い
   点を上記描画図に表示した後、上記位置補正指令入力手
   段より位置補正指令を入力する毎に、上記指定位置に近
   い順に点を上記各描画図に表示し、表示された点から点
   を選択し指定するようにした請求項１記載の３次元形状
   の点の指定方法。
3. （３）位置補正指令入力手段を設け、上記カーソルで上
   記３次元形状図上の位置を指定し、指定位置に一番近い
   点を上記各描画図に表示した後、上記カーソルを上記異
   なった方向からの投影図の１つの図上に位置づけ、上記
   位置補正指令入力手段より、位置補正指令を入力するこ
   とにより上記カーソルを位置づけた上記１つの投影図上
   の点を検出し、検出点を上記各描画図に表示することに
   より、３次元形状図で指定した重なった点の内の１つを
   特定して指定できるようにした請求項１記載の３次元形
   状の点の指定方法。