JPH04167185A - Three-dimensional shape display method - Google Patents

Three-dimensional shape display method

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JPH04167185A
JPH04167185A JP2294097A JP29409790A JPH04167185A JP H04167185 A JPH04167185 A JP H04167185A JP 2294097 A JP2294097 A JP 2294097A JP 29409790 A JP29409790 A JP 29409790A JP H04167185 A JPH04167185 A JP H04167185A
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map information
coordinate system
dimensional shape
cursor
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哲造 倉賀野
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Abstract

PURPOSE:To easily and freely perform shade and shadow processing on an object from a desired direction by attaching shade and shadow on the object by setting luminance on a curved surface comprising the object based on the direction of a light source. CONSTITUTION:Map information 12, 13 representing directions in three- dimensional shape in longitude and latitude are displayed on a display screen 5. A cursor 16 is displayed by superimposing on the map information 12, 13, and also, and the shade and shadow is attached on the object 10 by setting the luminance on the curved surface comprising the object 10 based on the directions of the light source in accordance with the longitude and latitude designated by the cursor 16. Thereby, it is possible to easily and freely perform the shade and shadow processing on the object 10 from the desired direction.

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。[Detailed description of the invention] The present invention will be explained in the following order.

A産業上の利用分野 B発明の概要 C従来の技術 り発明が解決しようとする課題 E課題を解決するための手段(第2図)。A: Industrial application field Summary of B invention C Conventional technology Problems that the invention attempts to solve EMeans for solving the problem (Figure 2).

F作用(第2図) G実施例(第1図〜第4図) H発明の効果 A産業上の利用分野 本発明は三次元形状表示方法に関し、例えばCA D 
(cosputer aided design) シ
ステムで形成した三次元形状の物体に陰影を付加する場
合に適用して好適なものである。
F Effect (Fig. 2) G Example (Figs. 1 to 4) H Effect of the invention A Industrial application field The present invention relates to a three-dimensional shape display method, for example, CAD
(Cosputer aided design) This is suitable for application when adding shading to a three-dimensional object formed by a system.

B発明の概要 本発明は、三次元形状表示方法において、表示画面上に
三次元空間における方向を経度及び緯度で表す地図情報
を表示し、この地図情報上にカーソルを重畳表示すると
共に、このカーソルで指定された経度及び緯度に応じた
光源の方向に基づいて、物体を構成する曲面上の輝度を
設定して物体に陰影を付加するようにしたことにより、
容易かつ自在に物体に対して所望の方向から陰影処理し
得る。
B. Summary of the Invention The present invention provides a three-dimensional shape display method that displays map information representing a direction in a three-dimensional space in terms of longitude and latitude on a display screen, superimposes a cursor on this map information, and displays a cursor over the map information. By setting the brightness on the curved surface that makes up the object based on the direction of the light source according to the longitude and latitude specified in , shadows are added to the object.
To easily and freely perform shading processing on an object from a desired direction.

C従来の技術 従来、CADシステムにおいては、デザイナがデザイン
した三次元形状を有する物体に陰影を付加して表示する
ことにより、あたかも現実の物体をビデオカメラで盪影
しているかのように表示してデザイン効果を確認するよ
うになされたものがある。
C. Conventional technology Conventionally, in CAD systems, objects with a three-dimensional shape designed by a designer are displayed with shading added to them, so that the objects are displayed as if they were captured by a video camera. Some designs have been developed to confirm the design effect.

このような三次元形状表示方法においては、物体の形状
を規定する三次元空間における曲面の各点にパラメータ
として輝度を持たせ、この曲面と三次元空間の所定位置
に存在するように想定された光源との関係より、輝度を
設定して曲面に陰影を付加するようになされている。
In such a three-dimensional shape display method, each point on a curved surface in a three-dimensional space that defines the shape of an object is given a brightness as a parameter, and the point is assumed to exist at a predetermined position in the three-dimensional space and this curved surface. Depending on the relationship with the light source, the brightness is set to add shadows to the curved surface.

この曲面の輝度は曲面の色や滑らかさが一定であるとす
れば、光源の光量、光源及び物体間の距離、光源及び物
体のなす角度で決定される。
Assuming that the color and smoothness of the curved surface are constant, the brightness of this curved surface is determined by the amount of light from the light source, the distance between the light source and the object, and the angle formed by the light source and the object.

通常光源の光量は一定の値に選定されると共に光源及び
物体間の距離は無限遠に選定されており、実際上曲面の
輝度は三次元空間における光源及び物体のなす角度、す
なわち光源の方向によって決定され、例えばこのように
して物体を構成する曲面に陰影を付加して表示する方法
として特開昭61−237171号公報に開示されてい
るようなものがある。
Normally, the light intensity of the light source is selected to be a constant value, and the distance between the light source and the object is selected to be infinite. In practice, the brightness of a curved surface depends on the angle formed by the light source and the object in three-dimensional space, that is, the direction of the light source. For example, there is a method disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 61-237171 for displaying a curved surface constituting an object by adding shading to it.

D発明が解決しようとする課題 ところでこのように三次元形状を有する物体に陰影を付
加して表示する場合には、物体に対する光源の方向によ
って陰影が変化して表示された物体の印象が異なるため
、最適な光源の方向を指定する必要がある。
Problem to be Solved by the Invention However, when displaying an object having a three-dimensional shape by adding shading, the shading changes depending on the direction of the light source relative to the object, giving a different impression of the displayed object. , it is necessary to specify the optimal light source direction.

ところが上述のような陰影処理を行う三次元形 ′状表
示方法では、物体に陰影を付加する際の光源の方向を例
えば三次元空間中の座標値として数値人力するようにな
されている。
However, in the above-mentioned three-dimensional shape display method that performs shading processing, the direction of the light source when adding shading to an object is manually entered as a coordinate value in a three-dimensional space.

このためどのような陰影が付加されるかは、陰影処理さ
れて表示された物体を見なければ予測することが困難で
あり、ユーザは三次元空間中の特定方向に光源を固定し
たり、漠然と光源の方向を表す座標値を数値入力しなけ
ればならない問題があった。
For this reason, it is difficult to predict what kind of shading will be added without looking at the object displayed after shading processing, and the user may fix the light source in a specific direction in three-dimensional space, or There was a problem that required numerical input of coordinate values representing the direction of the light source.

また実際上陰影処理されて表示された物体の印象に満足
できない場合には、再度光源の方向を数値入力して陰影
処理しなければならず、長い処理時間が必要となり結局
ユーザの使い勝手の点で未だ不十分であった。
In addition, if you are not satisfied with the impression of an object displayed after shading processing, you have to enter the direction of the light source again numerically and perform shading processing, which requires a long processing time and ultimately reduces the usability of the object. It was still insufficient.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来の問
題を一挙に解決して容易かつ自在に物体に対して所望の
方向から光源を照射して陰影処理 ′し得る三次元形状
表示方法を提案しようとするものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and it solves the conventional problems at once, and displays a three-dimensional shape that can easily and freely illuminate an object with a light source from a desired direction and perform shading processing. This is an attempt to propose a method.

E課題を解決するための手段 かかる課題を解決するため本発明においては、表示画面
5中に三次元形状を有する物体10を表示する共に、そ
の物体10を中心にした三次元空間中における方向を経
度及び緯度で表す地図情報12.13を表示し、地図情
報12.13上にカーソル16を重畳表示して、そのカ
ーソル16の位置で物体10を照射する光源の方向を地
図情報12.13上の経度φ及び緯度θで指定し、カー
ソル16で指定された光源の方向に応じて、物体10を
構成する曲面上の輝度を設定し、物体10に陰影を付加
して表示画面5上に表示するようにした。
E Means for Solving the Problems In order to solve the problems, in the present invention, an object 10 having a three-dimensional shape is displayed on the display screen 5, and a direction in a three-dimensional space centered on the object 10 is displayed. Map information 12.13 expressed in longitude and latitude is displayed, a cursor 16 is superimposed on the map information 12.13, and the direction of the light source that illuminates the object 10 is indicated on the map information 12.13 at the position of the cursor 16. The brightness on the curved surface constituting the object 10 is set according to the direction of the light source specified by the cursor 16, and the object 10 is shaded and displayed on the display screen 5. I decided to do so.

F作用 地図情報12.13上にカーソル16で指定された経度
φ及び緯度θに応じて、光源の三次元空間における方向
を求め、この光源の方向に基づいて、物体10を構成す
る曲面上の輝度を設定して物体10に陰影を付加するよ
うにしたことにより、容易かつ自在に物体10に対して
所望の方向から陰影処理し得る。
The direction of the light source in three-dimensional space is determined according to the longitude φ and latitude θ specified with the cursor 16 on the F-effect map information 12.13, and based on the direction of the light source, the direction on the curved surface constituting the object 10 is determined. By setting the brightness and adding shading to the object 10, it is possible to easily and freely perform shading processing on the object 10 from a desired direction.

G実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。G example An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図において1は全体として本発明による三次元形状
表示方法を実行するCADシステムを示し、中央処理ユ
ニツ) (CPU)を含んだコンピュータ構成の三次元
形状表示装置2、画像表示用のデイスプレィ装置3及び
二次元座標入力機器としてのマウス4より構成されてい
る。
In FIG. 1, reference numeral 1 indicates a CAD system that executes the three-dimensional shape display method according to the present invention as a whole, and includes a three-dimensional shape display device 2 having a computer configuration including a central processing unit (CPU), and a display device for displaying images. 3 and a mouse 4 as a two-dimensional coordinate input device.

この三次元形状表示装置2には三次元形状生成装置(図
示せず)で発生した三次元形状の物体を表す三次元形状
データDoが入力され、これを表示データD1としてデ
イスプレィ装置3に送出し、第2図に示すデイスプレィ
装置3の表示画面5中に三次元形状を有する物体10を
映出するようになされている。
Three-dimensional shape data Do representing a three-dimensional object generated by a three-dimensional shape generating device (not shown) is input to the three-dimensional shape display device 2, and is sent to the display device 3 as display data D1. , an object 10 having a three-dimensional shape is displayed on a display screen 5 of a display device 3 shown in FIG.

またこの三次元形状表示装置2のCPUは、例えばユー
ザがマウス4を用いて表示画面5のメニュー用アイコン
6上で「陰影処理J6Aを指定すると、第3図に示す三
次元形状表示プログラムRTOを実行して、表示画面5
中に映出された三次元形状の物体lOに対して設定入力
された光源の方向に応じた陰影を付加する。
Furthermore, when the user uses the mouse 4 to specify "shading processing J6A" on the menu icon 6 of the display screen 5, the CPU of the three-dimensional shape display device 2 executes the three-dimensional shape display program RTO shown in FIG. Run and display screen 5
A shading is added to the three-dimensional object 1O projected in the image according to the direction of the light source input.

すなわち三次元形状表示装置2のCPUは三次元形状表
示プログラムRTOに入って、まずステップSPIにお
いて表示画面5の右側部分に作業メニュー11をウィン
ドウ表示する。
That is, the CPU of the three-dimensional shape display device 2 enters the three-dimensional shape display program RTO, and first displays the work menu 11 in a window on the right side of the display screen 5 in step SPI.

この作業メニュー11には、物体10に陰影を付加する
際の光源の方向を設定入力するための図形情報として、
三次元空間中の物体10を中心としたワールド座標系の
地図情報12、スクリーン座標系の地図情報13、ワー
ルド座標系の球体14、スクリーン座標系の球体15及
びカーソル16が映出されている。
This work menu 11 includes graphic information for setting and inputting the direction of the light source when adding shadows to the object 10.
Map information 12 in a world coordinate system centered on an object 10 in three-dimensional space, map information 13 in a screen coordinate system, a sphere 14 in a world coordinate system, a sphere 15 in a screen coordinate system, and a cursor 16 are displayed.

実際上三次元形状を有する物体10を二次元平面でなる
表示画面5に映出する際には、物体10が定義される三
次元空間を表す右手系のXYZ座標系(いわゆるワール
ド座標系)と、物体10が投影される二次先手面を表す
左手系のUVW座標系(いわゆるスクリーン座標系)と
が必要であることが知られている。
In reality, when projecting an object 10 having a three-dimensional shape on the display screen 5 which is a two-dimensional plane, a right-handed XYZ coordinate system (so-called world coordinate system) representing the three-dimensional space in which the object 10 is defined is used. , it is known that a left-handed UVW coordinate system (so-called screen coordinate system) representing the secondary forward plane onto which the object 10 is projected is required.

この実施例の場合、それぞれワールド座標系及びスクリ
ーン座標系の中心に物体10を配した天球を想定し、こ
の天球の三次元空間における方向を正角円筒図法(メル
カトル図法)によって経度及び緯度として表現した地図
情報12及び13が表示画面5に表示されている。
In the case of this example, a celestial sphere is assumed in which the object 10 is placed at the center of the world coordinate system and the screen coordinate system, respectively, and the direction of this celestial sphere in three-dimensional space is expressed as longitude and latitude using the conformal cylindrical projection (Mercator projection). The map information 12 and 13 obtained are displayed on the display screen 5.

このワールド座標系及びスクリーン座標系の地図情報1
2及び13は、第4図に示すように、横軸が左から0°
〜360°とする経度でなり、縦軸が中心をQ II、
上端を+90″及び下端を一90°とする緯度でなるメ
ルカトル図法で形成されている。
Map information 1 of this world coordinate system and screen coordinate system
2 and 13, the horizontal axis is 0° from the left as shown in Figure 4.
The longitude is ~360°, and the vertical axis is centered at Q II,
It is formed using the Mercator projection, which has latitudes with the upper end at +90'' and the lower end at 190°.

実際上例えばワールド座標系の地図情報12では、緯度
O°及び経度0°がX軸貫方向と仮定され、緯度0°及
び経度90°がY軸貫方向と仮定されている。
In fact, for example, in the map information 12 of the world coordinate system, latitude 0° and longitude 0° are assumed to be the transverse direction of the X axis, and latitude 0° and longitude 90° are assumed to be the transverse direction of the Y axis.

このワールド座標系の地図情報12にはカーソル16が
重畳表示され、このカーソル16によって地図上の所望
の位置を指定入力し得るようになされている。なおこの
カーソル16は図示するように例えばクロスへアーカー
ソルが用いられており、縦線及び横線がそれぞれ経線及
び緯線と平行に表示され、位置を正確に指定し得るよう
になされている。
A cursor 16 is displayed superimposed on the world coordinate system map information 12, and a desired position on the map can be specified and input using the cursor 16. As shown in the figure, the cursor 16 is, for example, a cross cursor, and vertical lines and horizontal lines are displayed parallel to meridian lines and latitude lines, respectively, so that the position can be specified accurately.

続いて三次元形状表示装置2のCPUはステップSP2
に移り、位置指定を行う光源とその光源の光量の設定入
力を持つ。
Next, the CPU of the three-dimensional shape display device 2 executes step SP2.
, the light source whose position is to be specified and the light intensity of that light source are entered.

すなわちこの実施例の場合、作業メニュー11上には表
示されていないが、物体10に対して複数の光源を照射
し得るようになされ、ユーザがマウス4を用いて、位置
指定を行う光源とその光源の光量を設定入力すれば、C
PUは次のステップSP3に移る。
That is, in the case of this embodiment, although not displayed on the work menu 11, a plurality of light sources can be irradiated onto the object 10, and the user uses the mouse 4 to specify the light source and its position. If you input the light intensity of the light source, C
The PU moves to the next step SP3.

このステップSP3において、ユーザがマウス4を操作
して、光源の方向を例えばワールド座標系の地図情報1
2上にカーソル16で指示し、トリガボタンをオン操作
すると、このときのカーソル16の位置を表すX−Y座
標が三次元形状表示装置2に入力される。
In this step SP3, the user operates the mouse 4 to change the direction of the light source to, for example, map information 1 in the world coordinate system.
2 with the cursor 16 and the trigger button is turned on, the X-Y coordinates representing the position of the cursor 16 at this time are input to the three-dimensional shape display device 2.

続いて三次元形状表示装置2のCPUはステッ7’SP
4に移って、指定されたカーソル位置に星型のマーカ7
Aを表示した後、CPUはステップSP5において当該
カーソル位置のX−Y座標を地図情報12上の経度及び
緯度に変換する。
Next, the CPU of the three-dimensional shape display device 2 executes step 7'SP.
Move to step 4 and place star marker 7 at the specified cursor position.
After displaying A, the CPU converts the X-Y coordinates of the cursor position into longitude and latitude on the map information 12 in step SP5.

ここでカーソル16の位置は画面上のX−Y座標として
入力されており、三次元形状表示装置2内の変換テーブ
ルにより経度及び緯度に変換される。
Here, the position of the cursor 16 is input as X-Y coordinates on the screen, and is converted into longitude and latitude using a conversion table within the three-dimensional shape display device 2.

実際上この変換テーブルとしては、天球の半径をrとお
いた次式、 π r (φ:経度、d:経度0°からの距離)π r (θ:緯度、L:緯度O°からの距離)で表されるメル
カトル図法の変換式が使用される。
In practice, this conversion table is as follows, where r is the radius of the celestial sphere: π r (φ: longitude, d: distance from longitude 0°) π r (θ: latitude, L: distance from latitude 0°) The Mercator projection conversion formula expressed as is used.

従って第4図に図示するように経度0°及び緯度O°か
らの距離d及びLとして、カーソル16により指定され
たX−Y座標の値を入力すれば、経度φ及び緯度θを求
めることができる。
Therefore, as shown in FIG. 4, by inputting the values of the X-Y coordinates specified by the cursor 16 as distances d and L from longitude 0° and latitude O°, longitude φ and latitude θ can be obtained. can.

このようにして得られるワールド座標系の経度φ及び緯
度θは、CADシステム1に内蔵されるワールド座標/
スクリーン座標変換テーブル(図示せず)によって、表
示画面5へ表示するためスクリーン座標系の経度及び緯
度に変換される。
The longitude φ and latitude θ of the world coordinate system obtained in this way are the world coordinates/
Using a screen coordinate conversion table (not shown), the coordinates are converted into longitude and latitude in the screen coordinate system for display on the display screen 5.

続いて三次元形状表示装置2のCPUはステップSP6
に移って、求められた経度φ及び緯度θニ基づいてカー
ソル16による指定位置に対応する三次元座標XYZを
求める。
Next, the CPU of the three-dimensional shape display device 2 executes step SP6.
Then, three-dimensional coordinates XYZ corresponding to the position designated by the cursor 16 are determined based on the determined longitude φ and latitude θ.

なお、経度φ及び緯度θから、三次元座標XYZを求め
る際には、まず(2)式の緯度θを用いて座標値Zを次
式、 π r のようにして求めることができる。
Note that when determining the three-dimensional coordinates XYZ from the longitude φ and the latitude θ, the coordinate value Z can first be determined using the latitude θ of equation (2) as shown in the following equation, π r .

この座標値Zにおける天球の断面の円半径をRとおけば
、この半径Rは次式、 R= r cos θ         −−−−−・
(4)のように表すことができ、またこの半径Rは座標
値Zにおいて座標値X及びYがとりうる最大値でもある
Letting the radius of the cross section of the celestial sphere at this coordinate value Z be R, this radius R is calculated by the following formula, R= r cos θ −−−−−・
It can be expressed as (4), and this radius R is also the maximum value that the coordinate values X and Y can take in the coordinate value Z.

この半径R及び(1)式の経度φを用いれば、座標値X
及びYは次式、 X=−Rcos φ        ・・・・・・(5
)Y=−Rsinφ        −旧−・(6)の
ようにして求めることができる。
Using this radius R and the longitude φ in equation (1), the coordinate value
and Y is the following formula, X=-Rcos φ (5
)Y=-Rsinφ-old- It can be obtained as in (6).

この後三次元形状表示装置2のCPUはステップSP7
において、上述のようにして得られる三次元座標XYZ
が三次元方向ベクトルに対応していることを利用して、
この方向をワールド座標系を表す球体14上に輝点8A
として表示する。
After this, the CPU of the three-dimensional shape display device 2 performs step SP7.
, the three-dimensional coordinates XYZ obtained as described above
Using the fact that corresponds to a three-dimensional direction vector,
In this direction, a bright spot 8A is placed on the sphere 14 representing the world coordinate system.
Display as .

ここでこのワールド座標系を表す球体14はXYZ軸の
交点を中心とする球形状で形成されており、同様にスク
リーン座標系を表す球体15はU■W軸の交点を中心と
する球形状で形成されている。
Here, the sphere 14 representing the world coordinate system is formed in a spherical shape centered on the intersection of the XYZ axes, and similarly the sphere 15 representing the screen coordinate system is formed in a spherical shape centered on the intersection of the U and W axes. It is formed.

この実施例の場合には、ワールド座標系を表す球体14
に、ワールド座標系の地図情報12上で指定された光源
の方向を輝点8Aとして表示し、これによりユーザが指
定した光源の方向を容易に確認し得るようになされてい
る。
In this embodiment, a sphere 14 representing the world coordinate system
In addition, the direction of the light source specified on the world coordinate system map information 12 is displayed as a bright spot 8A, so that the direction of the light source specified by the user can be easily confirmed.

この球体14及び15の表面は微小な綱目で形成され、
あたかも半透明球のように表示され、中心を通る座標軸
が容易に目視し得ると共に、球体14及び15の裏側(
経度0°〜90°及び270゜〜360°)に光源が移
動した場合にも、光源の方向を目視し得るようになされ
ている。
The surfaces of these spheres 14 and 15 are formed of minute mesh,
Displayed as if it were a translucent sphere, the coordinate axes passing through the center can be easily seen, and the back sides of the spheres 14 and 15 (
Even when the light source moves from 0° to 90° and from 270° to 360° longitude, the direction of the light source can be visually observed.

またこの球体14及び15の内部には円柱モデル9A及
び9Bが表示され、当該円柱モデル9A及び9Bに指定
された方向からの光源に応じた陰影を付加するようにな
され、これによりユーザが光源の照射状況を容易に把握
し得るようになされている。
Furthermore, cylindrical models 9A and 9B are displayed inside the spheres 14 and 15, and shading is added to the cylindrical models 9A and 9B according to the light source from the specified direction. This makes it easy to understand the irradiation status.

さらにこれに加えてこの球体14及び15の中心には、
それぞれXYZ軸及びUVW軸が赤色、緑色及び青色で
色分けして表示されると共に、球体14及び15自体も
1/8球毎に色調が段階的に変化するようになされてい
る。
In addition to this, at the center of these spheres 14 and 15,
The XYZ axes and UVW axes are displayed in red, green, and blue, respectively, and the colors of the spheres 14 and 15 themselves change stepwise for every ⅛ sphere.

またこの実施例の場合、上述した地図情報12及び13
も天球の位置に応じて色調が段階的に変化するように表
示され、かくして全体としてユーザが天球の位置を容易
に理解し得るようになされている。
In addition, in the case of this embodiment, the above-mentioned map information 12 and 13
The celestial sphere is also displayed in such a way that the color tone changes stepwise according to the position of the celestial sphere, so that the user can easily understand the position of the celestial sphere as a whole.

次に三次元形状表示装置2のCPUはステップSP8に
移って、デイスプレィ装置3の表示画面5中に映出され
た三次元形状の物体10について、指定された方向から
光源を照射するような陰影処理を開始し、この結果陰影
処理された物体工0が表示画面5に映出される。
Next, the CPU of the three-dimensional shape display device 2 moves to step SP8, and the three-dimensional shape object 10 projected on the display screen 5 of the display device 3 is shaded by irradiating the light source from the specified direction. The process is started, and as a result, the object 0 that has been subjected to the shading process is displayed on the display screen 5.

さらに続いて三次元形状表示装置2のCPUはステップ
SP9に移って、ユーザによる陰影処理結果の判断を待
ち、例えばユーザがマウス4を用いてメニュー用アイコ
ン上で終了を表すrQUITJ6Bの領域を指示すると
、CPUはステップ5P10に移って当該三次元形状表
示プログラムRTOを終了する。
Subsequently, the CPU of the three-dimensional shape display device 2 moves to step SP9 and waits for the user to judge the shading processing result. For example, if the user uses the mouse 4 to point to the area rQUITJ6B indicating termination on the menu icon, , the CPU moves to step 5P10 and ends the three-dimensional shape display program RTO.

またこのステップSP9で、例えばユーザがマウス4を
用いて処理の継続を指示すると、CPUはステップSP
2に亘ってステップ5P3−3P4−3P5−3P6−
3P7−3P8を実行し、再度光源の方向の指定入力及
び当該指定された方向の光源による陰影処理を行う。
Further, in this step SP9, if the user instructs to continue the process using the mouse 4, for example, the CPU moves to step SP9.
Step 5P3-3P4-3P5-3P6-
3P7 to 3P8 are executed, and the direction of the light source is again specified and the shading process using the light source in the specified direction is performed.

なお上述の三次元形状表示プログラムRTOでは、ユー
ザが光源の方向をワールド座標系の地図情報12上に指
定したが、光源の方向をスクリーン座標系の地図情報1
3上に指定しても同様に処理され、このときカーソル1
6の位置指定に応じてスクリーン座標系の地図情報13
上にマーカ7Bが表示されると共に、スクリーン座標系
の球体15に指定された光源の方向に応じた輝点8Bが
表示される。
Note that in the three-dimensional shape display program RTO described above, the user specifies the direction of the light source on the map information 12 of the world coordinate system, but the direction of the light source is specified on the map information 1 of the screen coordinate system.
Even if you specify above 3, it will be processed in the same way, and at this time cursor 1
Map information 13 in the screen coordinate system according to the position specification in 6
A marker 7B is displayed above, and a bright spot 8B corresponding to the direction of the light source specified on the sphere 15 of the screen coordinate system is displayed.

従ってユーザはワールド座標系又はスクリーン座標系の
地図情報12又は13のうち、使用しやすい座標系で光
源の方向を指定することができ、ユーザの使い勝手を向
上することができる。
Therefore, the user can specify the direction of the light source in an easy-to-use coordinate system among the map information 12 or 13 of the world coordinate system or the screen coordinate system, and the usability for the user can be improved.

以上の方法において、例えばユーザがカーソル16を移
動してワールド座標系の地図情報工2上の上端の一点を
指定すれば、メルカトル図法の性質によって、Z軸止方
向すなわち天球の北極点が指定されたことになる。
In the above method, for example, if the user moves the cursor 16 to specify one point on the upper end of the map information system 2 of the world coordinate system, the Z-axis stop direction, that is, the north pole of the celestial sphere, is specified due to the properties of the Mercator projection. That means that.

これは一般に物体10から見て真上の方向となり、ワー
ルド座標系では物体IOに対して固定方向からの光源を
指定することができる。
Generally, this is the direction directly above when viewed from the object 10, and in the world coordinate system, a light source can be specified from a fixed direction with respect to the object IO.

これに対して、スクリーン座標系の地図情報13で光源
を指定する場合には、スクリーンに対して固定方向から
の光源を指定することができる。
On the other hand, when specifying a light source using the map information 13 in the screen coordinate system, it is possible to specify a light source from a fixed direction with respect to the screen.

すなわちワールド座標系で光源を指定した場合には、光
源が物体10の真上であっても視点位置を変更すると真
上でなくなるのに対し、スクリーン座標系で光源を指定
した場合には、視点位置を変更しても光源は真上にある
In other words, if you specify the light source in the world coordinate system, even if the light source is directly above the object 10, if you change the viewpoint position, it will no longer be directly above the object 10, whereas if you specify the light source in the screen coordinate system, the light source will not be directly above the object 10. Even if you change the position, the light source remains directly above you.

言い換えればワールド座標系で一旦光源を指定すると、
視点位置を変更しても物体10上の陰影は変わらずに表
示されるのに対し、スクリーン座標系で光源を指定する
と、視点位置の変更に応じて物体10への光源の方向が
変化し陰影が変わって表示される。
In other words, once you specify the light source in the world coordinate system,
Even if the viewpoint position is changed, the shadow on the object 10 remains unchanged, whereas if the light source is specified in the screen coordinate system, the direction of the light source toward the object 10 changes according to the change in the viewpoint position, and the shadow appears unchanged. is displayed differently.

従って例えば常に表示画面5の正面(すなわちユーザ側
)から光源を照らしたいという場合には、スクリーン座
標系の地図情報13で、緯度O°及び経度180°の位
置を指定すれば良い。
Therefore, for example, if it is desired to always illuminate the light source from the front of the display screen 5 (that is, from the user side), it is sufficient to specify a position of latitude 0° and longitude 180° in the map information 13 of the screen coordinate system.

また例えば常に物体10の上側から光源を照らしたいと
いう場合には、上述したようにワールド座標系の地図情
報12の上端の一点を指定すれば良い。
For example, if it is desired to always illuminate the object 10 with the light source from above, it is sufficient to specify one point at the upper end of the map information 12 in the world coordinate system as described above.

以上の方法によれば、表示画面5上に三次元空間におけ
る方向を経度及び緯度で表す地図情報12及び13を表
示し、この地図情報12及び13上にカーソル16を重
畳表示すると共に、このカーソル16で指定された経度
及び緯度に応じた光源の方向に基づいて、物体10を構
成する曲面上の輝度を設定して物体10に陰影を付加す
るようにしたことにより、容易かつ自在に物体10に対
して所望の方向から陰影処理し得る三次元形状表示方法
を実現できる。
According to the above method, the map information 12 and 13 representing the direction in the three-dimensional space in terms of longitude and latitude are displayed on the display screen 5, the cursor 16 is superimposed on the map information 12 and 13, and the cursor 16 is By setting the brightness on the curved surface constituting the object 10 based on the direction of the light source according to the longitude and latitude specified in step 16, and adding shadows to the object 10, it is possible to easily and freely adjust the object 10. A three-dimensional shape display method that can perform shading processing from a desired direction can be realized.

さらに上述の方法によれば、ワールド座標系及びスクリ
ーン座標系の地図情報12及び13を用意し、いずれか
によって物体10に対する光源の方向を指定し得るよう
にしたことにより、陰影処理の用途によって指定する座
標系を使い分けることができ、かくするにつきユーザの
使い勝手を格段的に向上し得る三次元形状表示方法を実
現できる。
Furthermore, according to the above method, the map information 12 and 13 of the world coordinate system and the screen coordinate system are prepared, and by making it possible to specify the direction of the light source with respect to the object 10 using either of them, it is possible to specify the direction of the light source with respect to the object 10 depending on the purpose of shading processing. It is possible to use different coordinate systems, thereby realizing a three-dimensional shape display method that can significantly improve usability for the user.

さらに上述の方法によれば、ワールド座標系及びスクリ
ーン座標系の地図情報12及び13に対応した球体14
及び15を表示し、当該球体14及び15上に指定され
た光源の方向を輝点8A及び8Bで表示すると共に球体
14及び15中に表示した円柱モデル9A及び9Bにも
陰影処理を行うようにしたことにより、物体10が複雑
な形状を有する場合にも、光源の方向及び陰影処理の効
果を容易に把握することができ、かくするにつきユーザ
の使い勝手をさらに一段と向上し得る三次元形状表示方
法を実現できる。
Further, according to the above method, the sphere 14 corresponding to the map information 12 and 13 in the world coordinate system and the screen coordinate system
and 15 are displayed, and the direction of the light source specified on the spheres 14 and 15 is displayed with bright spots 8A and 8B, and shading processing is also performed on the cylindrical models 9A and 9B displayed in the spheres 14 and 15. As a result, even when the object 10 has a complicated shape, it is possible to easily understand the direction of the light source and the effect of shading processing, and thus the three-dimensional shape display method can further improve usability for the user. can be realized.

なお上述の実施例においては、ワールド座標系及びスク
リーン座標系の地図情報を用いて、光源の方向を指定す
る場合について述べたが、本発明はこれに限らず、いず
れか一方の地図情報を用いて光源の方向を指定するよう
にしても良い。
In the above-described embodiment, the direction of the light source is specified using map information of the world coordinate system and the screen coordinate system, but the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. The direction of the light source may also be specified by

また上述の実施例においては、ワールド座標系又はスク
リーン座標系の地図情報上で光源の方向を指定する場合
、ワールド座標系又はスクリーン座標系の地図情報及び
天球にそれぞれマーカ及び輝点を表示したが、これに限
らず、スクリーン座標系又はワールド座標系の地図情報
及び天球にもそれぞれマーカ及び輝点を表示するように
しても良い。
Furthermore, in the above embodiment, when specifying the direction of the light source on the map information of the world coordinate system or the screen coordinate system, markers and bright spots are displayed on the map information of the world coordinate system or the screen coordinate system and on the celestial sphere, respectively. However, the present invention is not limited to this, and markers and bright spots may also be displayed on the map information and the celestial sphere in the screen coordinate system or the world coordinate system, respectively.

また上述の実施例においては、地図情報として天球をメ
ルカトル図法によって表現した場合について述べたが、
これに限らず種々の投影図法を用いるようにしても、上
述の実施例と同様の効果を実現できる。
Furthermore, in the above embodiment, a case was described in which the celestial sphere was expressed using the Mercator projection as map information.
The same effects as those of the above-mentioned embodiments can be achieved even if various projection projection methods are used.

さらに上述の実施例においては、マウスを用いて二次元
座標を入力した場合について述べたが、これに限らず種
々の二次元座標入力機器を用いるようにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, a case was described in which two-dimensional coordinates were input using a mouse, but the present invention is not limited to this, and various two-dimensional coordinate input devices may be used.

さらにまた上述の実施例においては、本発明をCADシ
ステムにおける三次元形状の物体に陰影処理を行う場合
に適用したが、本発明はこれに限らず、例えばコンピュ
ータグラフィックシステムで陰影処理を行う場合等にも
広く適用して好適なものである。
Furthermore, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the case where shading is performed on a three-dimensional object in a CAD system, but the present invention is not limited to this, for example, when shading is performed in a computer graphics system, etc. It is also widely applicable and suitable.

H発明の効果 上述のように本発明によれば、物体の三次元空間におけ
る方向を経度及び緯度で表す地図情報を表示し、当該地
図情報上で光源の方向を指定するようにしたことにより
、容易かつ自在に物体に対して所望の方向から陰影処理
し得る三次元形状表示方法を実現できる。
H Effects of the Invention As described above, according to the present invention, map information representing the direction of an object in three-dimensional space in terms of longitude and latitude is displayed, and the direction of the light source is specified on the map information. It is possible to realize a three-dimensional shape display method that can easily and freely perform shading processing on an object from a desired direction.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による三次元形状表示方法の一実施例を
実行するCADシステムを示すブロック図、第2図はそ
の表示画面の説明に供する路線図、第3図は三次元形状
表示手順の説明に供するフローチャート、第4図は地図
情報の説明に供する路線図である。 1・・・・・・CADシステム、2・・・・・・三次元
形状表示装置、3・・・・・・デイスプレィ装置、4・
・・・・・マウス、5・・・・・・表示画面、6・・・
・・・カーソル、7・・・・・・マーカ、8・・・・・
・輝点、9・・・・・・円柱モデル、10・・・・・・
物体、11・・・・・・作業メニュー、12.13・・
・・・・地図情報、14.15・・・・・・天球。
FIG. 1 is a block diagram showing a CAD system that executes an embodiment of the three-dimensional shape display method according to the present invention, FIG. 2 is a route map for explaining the display screen, and FIG. FIG. 4 is a flowchart for explanation and a route map for explanation of map information. 1...CAD system, 2...three-dimensional shape display device, 3...display device, 4.
...Mouse, 5...Display screen, 6...
...Cursor, 7...Marker, 8...
・Bright spot, 9... Cylinder model, 10...
Object, 11... Work menu, 12.13...
...Map information, 14.15...Celestial sphere.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 表示画面中に三次元形状を有する物体を表示する共に、
当該物体を中心にした三次元空間中における方向を経度
及び緯度で表す地図情報を表示し、上記地図情報上にカ
ーソルを重畳表示して、当該カーソルの位置で上記物体
を照射する光源の方向を上記地図情報上の上記経度及び
緯度で指定し、上記カーソルで指定された上記光源の方
向に応じて、上記物体を構成する曲面上の輝度を設定し
、上記物体に陰影を付加して上記表示画面上に表示する
ようにした ことを特徴とする三次元形状表示方法。
[Claims] Displaying an object having a three-dimensional shape on a display screen,
Display map information representing the direction in a three-dimensional space centered on the object in longitude and latitude, display a cursor superimposed on the map information, and determine the direction of the light source that illuminates the object at the position of the cursor. Specify the above longitude and latitude on the above map information, set the brightness on the curved surface that constitutes the above object according to the direction of the above light source specified with the above cursor, add shading to the above object, and display the above. A three-dimensional shape display method characterized by displaying on a screen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5615318A (en) * 1992-01-23 1997-03-25 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus for visualizing assembled sewing patterns
JP2017199422A (en) * 2011-12-28 2017-11-02 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Method and system for indicating light direction for volume-rendered image

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