JPH03202915A - Three-dimensional coordinate input device - Google Patents
Three-dimensional coordinate input deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、3次元図形が投影表示されるグラフインクデ
イスプレィにおいて、3次元空間の1点の3次元座標値
を対話的に入力する3次元座標入力装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention provides a graph ink display on which a three-dimensional figure is projected and displayed. The present invention relates to a dimensional coordinate input device.
(従来の技術)
グラフィックデイスプレィにおける1点の3次元座IK
値を入力する手段としては、3次元カーソルによるもの
があった。第2図は、3次元カーソルによる3次元座標
値の入力動作例を示した図である。201は画面、20
2は3次元カーソルの表示である。3次元カーソル20
2はパラメータとして3次元座標値を持っている。ユー
ザはジョイスティック203等を操作して、この3次元
カーソルを3次元空間において仮想的に動かす0画面上
においては、3次元カーソルの位置が変化する。意図す
る3次元位置に到達したらユーザはジョイスティック2
03の操作をやめる。この時点での3次元カーソルのパ
ラメータを出力すれば、目的とする3次元座標値が得ら
れる。(Prior art) One-point three-dimensional IK in a graphic display
As a means of inputting values, there is a method using a three-dimensional cursor. FIG. 2 is a diagram showing an example of input operation of three-dimensional coordinate values using a three-dimensional cursor. 201 is the screen, 20
2 is a three-dimensional cursor display. 3D cursor 20
2 has three-dimensional coordinate values as parameters. The user operates the joystick 203 or the like to virtually move the three-dimensional cursor in three-dimensional space.The position of the three-dimensional cursor changes on the zero screen. When the user reaches the intended 3D position, the user presses joystick 2.
Stop operating 03. By outputting the parameters of the three-dimensional cursor at this point, the desired three-dimensional coordinate values can be obtained.
(発明が解決しようとするfi題)
上述の方式では、視覚的に任意の3次元座標が入力でき
るものの、例えば、第3図のように、3次元図形301
の表面上の点302の3次元座標値を正確に入力するこ
とは困難である。3次元図形の表面の1点を指示するこ
とは、3次元CADシステム等では頻繁に必要なので、
この課題は解決する必要がある1本発明は、このような
課題を解決し、3次元図形の表面上の任意の3次元座標
値を簡単に入力できる3次元座標値入力装置を提供する
ことを目的としている!
(課題を解決するための手段)
本発明の3次元座標入力装置は、
3次元図形データを格納する3次元図形データ格納手段
と、
画面上の2次元座標を入力する2次元座標入力手段と、
前記2次元座標入力手段の出力により、前記3次元図形
データ格納手段内の3次元図形の面を1つ選択し照面を
示すデータを出力する面指定手段と、
前記2次元座標入力手段の出力と前記面指定手段の出力
と前記3次元図形データの内容に基づいて、画面上の指
示された2次元位置を通って画面に垂直な直線と選択さ
れた前記3次元図形の面との交点の3次元座標値を算出
する3次元座標データ算出手段と
から構成される。(Fi Problem to be Solved by the Invention) In the above method, although arbitrary three-dimensional coordinates can be input visually, for example, as shown in FIG.
It is difficult to accurately input the three-dimensional coordinate values of point 302 on the surface of . It is often necessary to specify a point on the surface of a 3D figure in 3D CAD systems, etc.
This problem needs to be solved.1 The present invention aims to solve this problem and provide a three-dimensional coordinate value input device that can easily input arbitrary three-dimensional coordinate values on the surface of a three-dimensional figure. That's the purpose! (Means for Solving the Problems) A three-dimensional coordinate input device of the present invention includes: a three-dimensional figure data storage means for storing three-dimensional figure data; a two-dimensional coordinate input means for inputting two-dimensional coordinates on a screen; Surface specifying means for selecting one surface of the three-dimensional figure in the three-dimensional figure data storage means based on the output of the two-dimensional coordinate input means and outputting data indicating the illuminated surface; and the output of the two-dimensional coordinate input means. Based on the output of the surface specifying means and the content of the three-dimensional figure data, three points of intersection between a straight line perpendicular to the screen and the selected surface of the three-dimensional figure passing through the specified two-dimensional position on the screen are determined. and three-dimensional coordinate data calculation means for calculating dimensional coordinate values.
(作用)
本発明では、1点の3次元座標値の指定を、第4図に示
す方式によって行う、すなわち、ユーザは、3次元図形
の任意の面401を指定し、さらに画面403上の2次
元位置402を指示する。(Operation) In the present invention, the three-dimensional coordinate value of one point is specified by the method shown in FIG. Indicates the dimensional position 402.
本装置は、ユーザの操作に応じて、2次元位置402を
通って画面403に垂直な直線404と、3次元図形の
面401との交点405を算出し、その3次元座標値を
出力する。このようにして、3次元図形の表面上の任意
の点の3次元座標値を得ることができる1本発明では、
以上の方法を次のような装置構成により実現している。This device calculates an intersection point 405 between a straight line 404 passing through a two-dimensional position 402 and perpendicular to the screen 403 and a plane 401 of a three-dimensional figure, and outputs its three-dimensional coordinate value, in response to a user's operation. In this way, in the present invention, the three-dimensional coordinate values of any point on the surface of a three-dimensional figure can be obtained.
The above method is realized by the following device configuration.
すなわち、面指定手段により2次元位置402の2次元
座標値が出力され、2次元座標入力手段により3次元図
形の1個の面401が選択され、さらに3次元座標デー
タ算出手段により、直線404と面401の交点405
が算出され、交点405の3次元座標値が出力される。That is, the two-dimensional coordinate value of the two-dimensional position 402 is output by the surface specifying means, one surface 401 of the three-dimensional figure is selected by the two-dimensional coordinate input means, and the straight line 404 and the three-dimensional coordinate data calculating means are selected. Intersection 405 of planes 401
is calculated, and the three-dimensional coordinate value of the intersection point 405 is output.
(実施例)
第1図は本発明の全体構成を示すブロック図である。1
01は、3次元図形データを格納する3次元図形データ
格納手段である。工02は、画面上の2次元座標を入力
する2次元座標入力手段である。103は、2次元座標
入力手段102から出力される2次元座標データにより
、3次元図形データ格納手段101内の3次元図形の面
を1つ選択し、その面を示す面番号等のデータを出力す
る面指定手段である。104は、2次元座標入力手段1
02から出力される2次元座標データと面指定手段10
3から出力される面番号等のデータを基に、3次元図形
データ格納手段101の内容にアクセフして、画面上の
指示された2次元位置を通って画面に垂直な直線と選択
された3次元図形の面との交点の3次元座標値を算出す
る3次元座標データ算出手段である。105は、3次元
図形データ格納手段101内の3次元図形データを読み
込み、3次元図形の投影像を画面に表示する3次元図形
投影像表示手段である。106は、3次元座標データ算
出手段104で得られた3次元座標値を用いて様々な3
次元図形処理を行う3次元図形処理手段である。3次元
図形処理手段106Jこは、応用に応じて様々な機能が
組み込まれる。(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention. 1
01 is a three-dimensional graphic data storage means for storing three-dimensional graphic data. 02 is a two-dimensional coordinate input means for inputting two-dimensional coordinates on the screen. 103 selects one surface of the three-dimensional figure in the three-dimensional figure data storage means 101 using the two-dimensional coordinate data output from the two-dimensional coordinate input means 102, and outputs data such as a surface number indicating the selected surface. This is a means for specifying the surface. 104 is a two-dimensional coordinate input means 1
Two-dimensional coordinate data output from 02 and surface specifying means 10
Based on the data such as the surface number output from 3, the contents of the three-dimensional figure data storage means 101 are accessed, and a straight line that passes through the designated two-dimensional position on the screen and is perpendicular to the screen is selected. This is a three-dimensional coordinate data calculating means that calculates three-dimensional coordinate values of intersections with surfaces of a dimensional figure. Reference numeral 105 denotes a three-dimensional figure projection image display means that reads the three-dimensional figure data in the three-dimensional figure data storage means 101 and displays a projected image of the three-dimensional figure on the screen. 106 uses the three-dimensional coordinate values obtained by the three-dimensional coordinate data calculating means 104 to calculate various three-dimensional coordinates.
This is a three-dimensional graphic processing means that performs dimensional graphic processing. The three-dimensional figure processing means 106J incorporates various functions depending on the application.
第5図は本発明の一実施例を示した装置の構成図である
。501は、3次元図形データを格納する3次元図形デ
ータファイルである。502は、マウスであり、画面上
の2次元座標値とマウスボタン状態値を出力する。50
3は、マウスコントローラであり、信号線521を通し
て2次元座i値(XI、Yl)と2次元変位(ΔX、Δ
Y)を出力し、信号線522を通して2次元座標値(X
2゜Y2)を出力する。504は、面番号フェッチ回路
であり、信号線521からの2次元座標値を基に、3次
元図形データファイル501にアクセフして、選択され
た3次元図形の面の面番号を出力する0面番号フェッチ
回路504としては、例えば特願昭62−107083
号「多面体の面選択装置」に示される構成の装置を利用
すればよい。FIG. 5 is a block diagram of an apparatus showing an embodiment of the present invention. 501 is a three-dimensional graphic data file that stores three-dimensional graphic data. A mouse 502 outputs two-dimensional coordinate values on the screen and mouse button state values. 50
3 is a mouse controller that controls two-dimensional locus i values (XI, Yl) and two-dimensional displacements (ΔX, Δ
Y) and outputs the two-dimensional coordinate value (X
2°Y2) is output. 504 is a surface number fetch circuit, which accesses the three-dimensional figure data file 501 based on the two-dimensional coordinate values from the signal line 521 and outputs the surface number of the selected three-dimensional figure. For example, the number fetch circuit 504 is disclosed in Japanese Patent Application No. 62-107083.
It is sufficient to use a device having the configuration shown in the issue ``Polyhedral Face Selection Device''.
この場合、画面上の2次元座標値によってその近傍に表
示されている頂点あるいは稜線を選択し、さらに画面上
の2次元変位の方向によってその頂点・稜線に隣接して
いる面のうちの1つが選択される。505は、平面パラ
メータフェッチ回路であり、面番号フェッチ回路504
からの出力を基に、3次元図形データファイル501に
アクセスして、選択された3次元図形の面の平面パラメ
ータ(A、B、C,D>を出力する。506は、変換パ
ラメータレジスタであり、2次元オフセット値(X3.
Y3)、2次元拡大縮小倍率S、視野変換回転角パラメ
ータ(α、β)、視点座標値(X4.Y4.Z4)が記
憶されている。ここで、αは視点座標系のX軸とワール
ド座標系のX軸の為す角度であり、βは視点座標系のY
軸とワールド座標系のY軸の為す角度である。507は
、ビューボート逆変換演算回路であり、信号線522か
らの画面上の2次元座標値(X2.Y2)を入力し、変
換パラメータレジスタ506から2次元オフセット値(
X3.Y3)、2次元拡大縮小倍率Sを読み込み、視点
座標系におけるスクリーン上の点3次元座標値(X5.
Y5.Z5)に変換し出力する。3次元座標値(X5.
Y5.Z5)は次式に基づいて算出する。In this case, a vertex or edge line displayed in the vicinity is selected based on the two-dimensional coordinate value on the screen, and one of the faces adjacent to that vertex/edge line is selected based on the direction of the two-dimensional displacement on the screen. selected. 505 is a plane parameter fetch circuit, and plane number fetch circuit 504
Based on the output from , the three-dimensional figure data file 501 is accessed and the plane parameters (A, B, C, D>) of the selected three-dimensional figure are output. 506 is a conversion parameter register. , two-dimensional offset value (X3.
Y3), two-dimensional enlargement/contraction magnification S, visual field conversion rotation angle parameters (α, β), and viewpoint coordinate values (X4.Y4.Z4) are stored. Here, α is the angle between the X axis of the viewpoint coordinate system and the X axis of the world coordinate system, and β is the Y axis of the viewpoint coordinate system.
This is the angle between the axis and the Y axis of the world coordinate system. Reference numeral 507 is a view boat inverse transformation calculation circuit, which inputs the two-dimensional coordinate values (X2, Y2) on the screen from the signal line 522, and receives the two-dimensional offset value (X2, Y2) from the transformation parameter register 506.
X3. Y3), the two-dimensional scaling factor S is read, and the three-dimensional coordinate value of the point on the screen in the viewpoint coordinate system (X5.
Y5. Z5) and output. Three-dimensional coordinate value (X5.
Y5. Z5) is calculated based on the following formula.
(X5 Y5 Z5)
この意味は、第6図に示すように、画面608上の2次
元位置601から視点座標系602におけるスクリーン
上の対応する点の3次元位置603を求めるものである
。508は、視野逆変換演算回路であり、ビューボート
逆変換演算数回路507からスクリーン上の3次元座標
値(X5.Y5゜Z5)を入力し、変換パラメータレジ
スタ506から視野変換回転角パラメータ(α、β)、
視点座標値(X4.Y4.Z4)を読み込み、ワールド
座標系における3次元座標値(X6.Y6.Z6)に変
換出力する。3次元NWA値(X6.Y6゜Z6)は「
コンピュータデイスプレィによる図形処理工学」 (山
ロ富士夫著日刊工業新聞社刊)の4.40節に記載され
ているように次に基づいて算出する。(X5 Y5 Z5) This means, as shown in FIG. 6, that a three-dimensional position 603 of a corresponding point on the screen in the viewpoint coordinate system 602 is determined from a two-dimensional position 601 on the screen 608. Reference numeral 508 denotes a visual field inverse transformation calculation circuit, which inputs the three-dimensional coordinate values (X5.Y5°Z5) on the screen from the view boat inverse transformation calculation circuit 507, and inputs the visual field transformation rotation angle parameter (α) from the transformation parameter register 506. , β),
The viewpoint coordinate values (X4.Y4.Z4) are read, converted and output into three-dimensional coordinate values (X6.Y6.Z6) in the world coordinate system. The three-dimensional NWA value (X6.Y6°Z6) is
As described in Section 4.40 of ``Graphic Processing Engineering Using Computer Displays'' (authored by Fujio Yamaro, published by Nikkan Kogyo Shimbun), it is calculated based on the following.
(X6 Y6 Z6)
=(X5 Y5 Z5)T、−’T、−IT、−1
+(X4 Y4 Z4)
上式において、
である、この意味は第6図において、スクリーン上の3
次元位置603の座標値を視点座標系602からワール
ド座椋系604に変換するものである。509は、交点
算出回路であり、平面パラメータフェッチ回路505か
ら面の平面パラメータを入力し、視野逆変換演算図N1
508から3次元座標値(X6.Y6.Z6)を入力し
、さらに変換パラメータレジスタ506から視点の3次
元座標値(X4.Y4.Z4)を読み込む、そして、平
面パラメータが表す平面と2つの3次元座標値が表す点
どうしを結ぶ直線との交点の3次元座標値(X7.Y7
.Z7)を出力すル、ソノ意味は、ワールド座標系にお
いて、3次元座操値603と視点位置605を結ぶ直線
と3次元図形の選択された面606との交点607であ
る。510は、交点算出回路509の出力を記憶する3
次元座標レジスタである。511は、3次元図形投影表
示回路であり、変換パラメータレジスタ506の内容を
読み込み、3次元図形データファイル501内の図形を
デイスプレィ画面512に表示する。(X6 Y6 Z6) = (X5 Y5 Z5)T, -'T, -IT, -1
+(X4 Y4 Z4) In the above formula, this means that in Figure 6, 3 on the screen
The coordinate values of the dimensional position 603 are converted from the viewpoint coordinate system 602 to the world coordinate system 604. 509 is an intersection calculation circuit which inputs the plane parameters of the plane from the plane parameter fetch circuit 505 and calculates the field of view inverse transformation calculation diagram N1.
508, input the three-dimensional coordinate values (X6.Y6.Z6), and read the three-dimensional coordinate values (X4.Y4.Z4) of the viewpoint from the conversion parameter register 506. Three-dimensional coordinate values (X7, Y7
.. The meaning of outputting Z7) is the intersection 607 between the straight line connecting the 3D coordinate value 603 and the viewpoint position 605 and the selected surface 606 of the 3D figure in the world coordinate system. 510, 3 which stores the output of the intersection calculation circuit 509;
This is a dimensional coordinate register. 511 is a three-dimensional figure projection display circuit that reads the contents of the conversion parameter register 506 and displays the figure in the three-dimensional figure data file 501 on the display screen 512.
以上のような装置構成において、ユーザのマウス操作か
ら求める3次元座標値(X7.Y7.Z7)を出力する
までの動作を説明する。In the apparatus configuration as described above, the operation from the user's mouse operation to outputting the obtained three-dimensional coordinate values (X7.Y7.Z7) will be explained.
■ユーザのマウスを用いた面指示操作により、マウスコ
ントローラ503は、面選択のための2次元位置データ
と2次元変位データとして、2次元座原値(XI、Yl
)と2次元変位(AX、AY)を出力する。■By the user's surface designation operation using the mouse, the mouse controller 503 generates two-dimensional position data (XI, Yl) as two-dimensional position data and two-dimensional displacement data for surface selection.
) and two-dimensional displacement (AX, AY).
■面番号フェッチ回路504は、■の2次元位置データ
と2次元変位データに基づき、3次元図形の中の1個の
面を選択し、その面番号を出力する。(2) The surface number fetch circuit 504 selects one surface in the three-dimensional figure based on the two-dimensional position data and two-dimensional displacement data (2), and outputs the surface number.
■平面パラメータフェッチ回路505は、■の面番号を
基に、選択された面の平面パラメータを出力する。(2) The plane parameter fetch circuit 505 outputs the plane parameters of the selected plane based on the plane number (2).
■ユーザのマウスによる2次元位置指示操作により、マ
ウスコントローラ503は、第6図における2次元位置
601の座標データとして、2次元座標値(X2.Y2
)を出力する。■By the user's operation to specify a two-dimensional position using the mouse, the mouse controller 503 inputs two-dimensional coordinate values (X2, Y2,
) is output.
■ビューボート逆変換演算回#1507は、■の2次元
位置601の座標データに基づき、第6図における視点
座標系における3次元位置603の座標データとして、
3次元座標fli(X5.Y5゜Z5)を出力する。■Viewboard inverse transformation calculation step #1507 is based on the coordinate data of the two-dimensional position 601 in ■, and as the coordinate data of the three-dimensional position 603 in the viewpoint coordinate system in FIG.
Output the three-dimensional coordinate fli (X5.Y5°Z5).
■視野逆変換演算回路508は、■の3次元位置603
の座原データに基づき、第6図における3次元位[60
3のワールド座標系における座標データとして、3次元
座標値(X6.Y6.Z6)を出力する。■The field of view inversion calculation circuit 508 calculates the three-dimensional position 603 of ■
Based on the locus data, the three-dimensional position [60
Three-dimensional coordinate values (X6.Y6.Z6) are output as coordinate data in the world coordinate system of No.3.
■交点算出回路509は、■の平面パラメータと■の3
次元位2603のワールド座標系における座標データに
基づき、第6図における交点607の座標データとして
、3次元座標値(X7.¥7゜Z7)を出力する。■The intersection calculation circuit 509 calculates the plane parameters of ■ and 3 of ■.
Based on the coordinate data in the world coordinate system of the dimension 2603, a three-dimensional coordinate value (X7.\7°Z7) is output as the coordinate data of the intersection 607 in FIG.
(発明の効果)
以上の説明で明らかなように、この発明によると、3次
元図形の表面上の任意の3次元位置が面の選択と2次元
位置の指示という簡単な操作で指示できる。そこで、本
発明の3次元座標入力装置の採用により、3次元図形の
作成・m集作業を効率よく行うことができる。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, any three-dimensional position on the surface of a three-dimensional figure can be specified by a simple operation of selecting a surface and specifying a two-dimensional position. Therefore, by employing the three-dimensional coordinate input device of the present invention, three-dimensional figure creation and m-collection work can be performed efficiently.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の全体構成を示したブロック図、第2図
は従来の3次元位置入力方式を示した図、第3図は従来
方式の問題点を説明した図、第4図は本発明の詳細な説
明した図、第5図は本発明の一実施例を示した装置構成
図、第6図は本発明の装置構成において3次元位置が求
まる様子を説明した図である。
第10
第2図[Brief explanation of the drawings] Figure 1 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention, Figure 2 is a diagram showing the conventional three-dimensional position input method, and Figure 3 explains the problems of the conventional method. Fig. 4 is a detailed explanation of the present invention, Fig. 5 is a device configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and Fig. 6 is an explanation of how a three-dimensional position is determined in the device configuration of the present invention. This is a diagram. 10 Figure 2
Claims (1)
と、 画面上の2次元座標を入力する2次元座標入力手段と、 前記2次元座標入力手段の出力により、前記3次元図形
データ格納手段内の3次元図形の面を1つ選択し該面を
示すデータを出力する面指定手段と、 前記2次元座標入力手段の出力と前記面指定手段の出力
と前記3次元図形データの内容に基づいて、画面上の指
示された2次元位置を通って画面に垂直な直線と選択さ
れた前記3次元図形との交点の3次元座標値を算出する
3次元座標データ算出手段と からなることを特徴とする3次元座標入力装置。[Scope of Claims] Three-dimensional figure data storage means for storing three-dimensional figure data; two-dimensional coordinate input means for inputting two-dimensional coordinates on a screen; a surface specifying means for selecting one surface of a three-dimensional figure in a figure data storage means and outputting data indicating the selected surface; an output of the two-dimensional coordinate input means, an output of the surface specifying means, and the three-dimensional figure data; 3-dimensional coordinate data calculation means for calculating the 3-dimensional coordinate value of the intersection of the selected 3-dimensional figure and a straight line passing through the designated 2-dimensional position on the screen and perpendicular to the screen, based on the contents of the 3-dimensional figure; A three-dimensional coordinate input device characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1344210A JPH03202915A (en) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | Three-dimensional coordinate input device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1344210A JPH03202915A (en) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | Three-dimensional coordinate input device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03202915A true JPH03202915A (en) | 1991-09-04 |
Family
ID=18367483
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1344210A Pending JPH03202915A (en) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | Three-dimensional coordinate input device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03202915A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102782688A (en) * | 2009-12-28 | 2012-11-14 | 学校法人福冈大学 | Three dimensional coordinate location device, method for same, and program |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP1344210A patent/JPH03202915A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102782688A (en) * | 2009-12-28 | 2012-11-14 | 学校法人福冈大学 | Three dimensional coordinate location device, method for same, and program |
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