JPH04291468A - 3次元図形指示装置 - Google Patents
3次元図形指示装置Info
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- JPH04291468A JPH04291468A JP3055268A JP5526891A JPH04291468A JP H04291468 A JPH04291468 A JP H04291468A JP 3055268 A JP3055268 A JP 3055268A JP 5526891 A JP5526891 A JP 5526891A JP H04291468 A JPH04291468 A JP H04291468A
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 26
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 19
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
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- Processing Or Creating Images (AREA)
- Digital Computer Display Output (AREA)
- Image Generation (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、3次元形状設計支援シ
ステムなどにおいて、ディスプレイ上の図形を迅速かつ
容易に指示するための、3次元図形指示装置に関するも
のである。
ステムなどにおいて、ディスプレイ上の図形を迅速かつ
容易に指示するための、3次元図形指示装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、ディスプレイに表示された3次元
図形の図形要素(面、稜線、頂点)を指示する際には、
まず図形全体を平行移動や回転移動させるか、あるいは
視線および視点を変更して、指示したい図形要素が見え
るように再表示した後、マウスに代表される2次元入力
デバイス(2次元ロケーター)を利用して、ディスプレ
イ上のカーソルを指示したい図形要素へ移動することに
より実現している。
図形の図形要素(面、稜線、頂点)を指示する際には、
まず図形全体を平行移動や回転移動させるか、あるいは
視線および視点を変更して、指示したい図形要素が見え
るように再表示した後、マウスに代表される2次元入力
デバイス(2次元ロケーター)を利用して、ディスプレ
イ上のカーソルを指示したい図形要素へ移動することに
より実現している。
【0003】また、スペースボール(参考文献:Com
puter Graphics PRINCIPL
ES AND PRACTICE [secon
d edition],1990)と呼ばれる3次元
入力デバイス(3次元ロケーター)を利用して、カーソ
ルを3次元空間内で移動させることによって図形要素を
直接指示する方法がある。
puter Graphics PRINCIPL
ES AND PRACTICE [secon
d edition],1990)と呼ばれる3次元
入力デバイス(3次元ロケーター)を利用して、カーソ
ルを3次元空間内で移動させることによって図形要素を
直接指示する方法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、2次元
ロケーターを利用する従来手法では、図形の移動あるい
は視線および視点の変更とカーソルの移動という2段階
の操作が必要であり、迅速な図形指示が行えない。例え
ば、図16に示すように、図16(a)の如く表示され
ている直方体1001の面1002を指示したい場合に
は、まず直方体1001を回転させて図16(b)のよ
うに表示した後、カーソル1003で面1002を指示
する必要がある。
ロケーターを利用する従来手法では、図形の移動あるい
は視線および視点の変更とカーソルの移動という2段階
の操作が必要であり、迅速な図形指示が行えない。例え
ば、図16に示すように、図16(a)の如く表示され
ている直方体1001の面1002を指示したい場合に
は、まず直方体1001を回転させて図16(b)のよ
うに表示した後、カーソル1003で面1002を指示
する必要がある。
【0005】また、3次元ロケーターを利用する従来手
法では、カーソルが3次元空間内のどの位置に存在して
いるのかを把握しにくいため、容易に図形指示を行うこ
とができないという問題点がある。例えば、図17に示
すように直方体1001とカーソル1003とが表示さ
れている場合、カーソル1003が面1004あるいは
面1005のいずれを指示しているのかが不明確である
。また、カーソルは面上に存在するという保証がないた
めに、実際にはカーソルがどの図形要素も指示していな
い場合も起こり得る。
法では、カーソルが3次元空間内のどの位置に存在して
いるのかを把握しにくいため、容易に図形指示を行うこ
とができないという問題点がある。例えば、図17に示
すように直方体1001とカーソル1003とが表示さ
れている場合、カーソル1003が面1004あるいは
面1005のいずれを指示しているのかが不明確である
。また、カーソルは面上に存在するという保証がないた
めに、実際にはカーソルがどの図形要素も指示していな
い場合も起こり得る。
【0006】これに対して本発明は、2次元入力デバイ
スの操作により移動するカーソルを、常に3次元図形の
表面上に存在させることにより、迅速かつ容易に図形指
示を行える3次元図形指示装置を提示することを目的と
する。
スの操作により移動するカーソルを、常に3次元図形の
表面上に存在させることにより、迅速かつ容易に図形指
示を行える3次元図形指示装置を提示することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明の3次元図形
指示装置は、3次元図形を2次元入力デバイスで指示す
る装置において、2次元入力デバイスを操作することに
よって得らえる変位量を計測する変位量計測部と、前記
変位量計測部で計測された変位量を格納しておく変位量
記憶部と、3次元空間における位置を指示するカーソル
の座標を格納しておくカーソル位置記憶部と、3次元図
形のデータを格納しておく図形データ記憶部と、前記変
位量記憶部と前記カーソル位置記憶部の値から移動後の
カーソル座標を算出して前記カーソル位置記憶部に書き
込みカーソルが存在する図形を前記図形データ記憶部の
中から探索する図形探索部と、前記図形探索部で選択さ
れた図形の情報を格納しておく指示図形記憶部と、視線
および視点の値を格納しておく視線視点記憶部と、前記
視線視点記憶部の値に基づいて前記図形データ記憶部で
定義された3次元形状の投影画像を生成して表示デバイ
スに出力する3次元画像生成部とを備えることを特徴と
する。
指示装置は、3次元図形を2次元入力デバイスで指示す
る装置において、2次元入力デバイスを操作することに
よって得らえる変位量を計測する変位量計測部と、前記
変位量計測部で計測された変位量を格納しておく変位量
記憶部と、3次元空間における位置を指示するカーソル
の座標を格納しておくカーソル位置記憶部と、3次元図
形のデータを格納しておく図形データ記憶部と、前記変
位量記憶部と前記カーソル位置記憶部の値から移動後の
カーソル座標を算出して前記カーソル位置記憶部に書き
込みカーソルが存在する図形を前記図形データ記憶部の
中から探索する図形探索部と、前記図形探索部で選択さ
れた図形の情報を格納しておく指示図形記憶部と、視線
および視点の値を格納しておく視線視点記憶部と、前記
視線視点記憶部の値に基づいて前記図形データ記憶部で
定義された3次元形状の投影画像を生成して表示デバイ
スに出力する3次元画像生成部とを備えることを特徴と
する。
【0008】第2の発明の3次元図形指示装置は、第1
の発明の3次元図形指示装置において、前記図形探索部
に接続され、3次元空間内の仮想的な軸の位置を格納す
る仮想軸記憶部を備えることを特徴とする。
の発明の3次元図形指示装置において、前記図形探索部
に接続され、3次元空間内の仮想的な軸の位置を格納す
る仮想軸記憶部を備えることを特徴とする。
【0009】第3の発明の3次元図形指示装置は、第1
の発明の3次元図形指示装置において、視線を算出する
ために用いる3次元空間内の一点の座標を格納しておく
視線算出用補助点記憶部と、視点を算出するために用い
るデータを格納しておく視点算出用補助データ記憶部と
、前記視線算出用補助点記憶部と前記視点算出用補助デ
ータ記憶部と前記カーソル位置記憶部との値から視線ベ
クトルおよび視点の位置を算出して前記視線視点記憶部
に格納する視線視点算出部とを備えることを特徴とする
。
の発明の3次元図形指示装置において、視線を算出する
ために用いる3次元空間内の一点の座標を格納しておく
視線算出用補助点記憶部と、視点を算出するために用い
るデータを格納しておく視点算出用補助データ記憶部と
、前記視線算出用補助点記憶部と前記視点算出用補助デ
ータ記憶部と前記カーソル位置記憶部との値から視線ベ
クトルおよび視点の位置を算出して前記視線視点記憶部
に格納する視線視点算出部とを備えることを特徴とする
。
【0010】第4の発明の3次元図形指示装置は、第2
の発明の3次元図形指示装置において、視線を算出する
ために用いる仮想軸上の一点の座標を格納しておく視線
算出用補助点記憶部と、視点を算出するために用いるデ
ータを格納しておく視点算出用補助データ記憶部と、前
記視線算出用補助点記憶部と前記視点算出用補助データ
記憶部と前記カーソル位置記憶部との値から視線ベクト
ルおよび視点の位置を算出して前記視線視点記憶部に格
納する視線視点算出部とを備えることを特徴とする。
の発明の3次元図形指示装置において、視線を算出する
ために用いる仮想軸上の一点の座標を格納しておく視線
算出用補助点記憶部と、視点を算出するために用いるデ
ータを格納しておく視点算出用補助データ記憶部と、前
記視線算出用補助点記憶部と前記視点算出用補助データ
記憶部と前記カーソル位置記憶部との値から視線ベクト
ルおよび視点の位置を算出して前記視線視点記憶部に格
納する視線視点算出部とを備えることを特徴とする。
【0011】
【作用】図12〜図15に示すように、直方体11上を
カーソルが移動する場合を考えてみる。カーソルはいず
れの場合でも、3次元図形の表面上を移動する。図12
および図13は、マウスの移動時に図形の表示のされ方
が変化しない場合であり、図14および図15は、マウ
スの移動に伴って図形の表示のされ方が変化する場合で
ある。また、図12および図14は、マウスの移動方向
とカーソルの移動方向とが一致する場合であり、図13
および図15は、一本の軸を仮定して、カーソルの移動
方向を軸方向と軸回りの方向に限定しているために必ず
しもマウスの移動方向とカーソルの移動方向とが一致す
るとは限らない場合である。ここでは、2次元入力デバ
イス(2次元ロケーター)としてマウスの使用を想定し
て説明を行うが、他の2次元ロケーターでも同様の作用
がある。
カーソルが移動する場合を考えてみる。カーソルはいず
れの場合でも、3次元図形の表面上を移動する。図12
および図13は、マウスの移動時に図形の表示のされ方
が変化しない場合であり、図14および図15は、マウ
スの移動に伴って図形の表示のされ方が変化する場合で
ある。また、図12および図14は、マウスの移動方向
とカーソルの移動方向とが一致する場合であり、図13
および図15は、一本の軸を仮定して、カーソルの移動
方向を軸方向と軸回りの方向に限定しているために必ず
しもマウスの移動方向とカーソルの移動方向とが一致す
るとは限らない場合である。ここでは、2次元入力デバ
イス(2次元ロケーター)としてマウスの使用を想定し
て説明を行うが、他の2次元ロケーターでも同様の作用
がある。
【0012】まず、図12および図13を用いて、図形
の表示のされ方が変化しない場合を説明する。カーソル
121 付近の矢印は、マウスを前後左右に動かせたと
きにカーソル121 が動く向きである。このとき、図
12に示すように、マウスの移動方向とカーソルの移動
方向とが一致する場合には、異なる面間に渡ってマウス
を移動させても、カーソルの移動方向は一定であるが、
図13に示すように、カーソルの移動方向を仮想的な軸
17の軸方向と軸回りの方向に限定している場合には、
稜線を経て異なる面内に入ると、カーソルの移動方向が
変化する。しかしながら、いずれの場合でも、マウスを
動かすことで面13を指しているカーソル121 をカ
ーソル122 の位置へ移動させて稜線14を指示する
ことができる。また、稜線14は直方体11の輪郭線1
6の一部であり、カーソルは図形上を移動するという制
約があるために、カーソル122 を領域15の方向へ
は移動させることはできない。
の表示のされ方が変化しない場合を説明する。カーソル
121 付近の矢印は、マウスを前後左右に動かせたと
きにカーソル121 が動く向きである。このとき、図
12に示すように、マウスの移動方向とカーソルの移動
方向とが一致する場合には、異なる面間に渡ってマウス
を移動させても、カーソルの移動方向は一定であるが、
図13に示すように、カーソルの移動方向を仮想的な軸
17の軸方向と軸回りの方向に限定している場合には、
稜線を経て異なる面内に入ると、カーソルの移動方向が
変化する。しかしながら、いずれの場合でも、マウスを
動かすことで面13を指しているカーソル121 をカ
ーソル122 の位置へ移動させて稜線14を指示する
ことができる。また、稜線14は直方体11の輪郭線1
6の一部であり、カーソルは図形上を移動するという制
約があるために、カーソル122 を領域15の方向へ
は移動させることはできない。
【0013】次に、図14および図15を用いて、図形
の表示のされ方が変化する場合を説明する。カーソル1
21 を矢印131 の方向へ移動させようとマウスを
動かせたとき、直方体111 は直方体112 のよう
に表示され、カーソル121 はカーソル122 の位
置へ移動する。さらに、カーソル122 を矢印132
の方向へ移動させようとマウスを動かせたとき、直方体
112 は直方体113 のように表示され、カーソル
122 はカーソル123 の位置へ移動する。このよ
うに、カーソルが常に図形あるいはディスプレイの中央
付近に位置するように図形を表示する。このとき、カー
ソルの位置をディスプレイ上の一点に固定しておく、す
なわち、カーソルがディスプレイ上のある定点に表示さ
れるように、図形を回転させてあるいは視線および視点
を変えて図形を表示することも可能である。
の表示のされ方が変化する場合を説明する。カーソル1
21 を矢印131 の方向へ移動させようとマウスを
動かせたとき、直方体111 は直方体112 のよう
に表示され、カーソル121 はカーソル122 の位
置へ移動する。さらに、カーソル122 を矢印132
の方向へ移動させようとマウスを動かせたとき、直方体
112 は直方体113 のように表示され、カーソル
122 はカーソル123 の位置へ移動する。このよ
うに、カーソルが常に図形あるいはディスプレイの中央
付近に位置するように図形を表示する。このとき、カー
ソルの位置をディスプレイ上の一点に固定しておく、す
なわち、カーソルがディスプレイ上のある定点に表示さ
れるように、図形を回転させてあるいは視線および視点
を変えて図形を表示することも可能である。
【0014】
【実施例】図1〜図4は、本発明の実施例を示したブロ
ック図である。
ック図である。
【0015】第1の発明の3次元図形指示装置の一実施
例を、図1を用いて説明する。変位量計測部102は、
2次元入力デバイス101から送られてくる信号に基づ
き、2次元入力デバイスに与えられた変位量を計測して
、測定値を変位量記憶部103に書き込む。例えば、2
次元入力デバイス101がマウスである場合には、マウ
ス自身の移動量が変位量となり、2次元入力デバイス1
01がトラックボールの場合には、ボールの回転量が変
位量となり、2次元入力デバイス101がジョイスティ
ックの場合には、スティックの傾き量が変位量となる。 また、2次元入力デバイス101としてタブレットやダ
イヤルを利用することも可能である。図形探索部104
は、カーソル位置記憶部105に格納されている3次元
空間(3次元図形上)における現在のカーソル位置の座
標値と、変位量記憶部103に格納されている値とを読
み込んで、図5のフローチャートに従い、図形データ記
憶部107に保持されている図形要素(面、稜線、頂点
)の座標値や図形要素間の関係などの図形データを参照
しながら、カーソルが位置する図形要素を選択すると同
時にカーソルの移動後の位置を算出し、カーソルの新し
い位置の座標値をカーソル位置記憶部105に、選択さ
れたすなわちカーソルが指す図形要素を指示図形記憶部
106に各々書き込む。3次元画像生成部109は、視
線視点記憶部108に格納されている視線ベクトルの値
および視点位置の座標値に基づいて、図形データ記憶部
107から図形データを読み込んで3次元画像を生成す
ると同時に、カーソル位置記憶部105に書き込まれた
カーソルの3次元座標データを読み込んでカーソルの2
次元空間(ディスプレイ上)における位置を算出して、
3次元画像とカーソルをディスプレイなどの表示デバイ
ス110に出力する。
例を、図1を用いて説明する。変位量計測部102は、
2次元入力デバイス101から送られてくる信号に基づ
き、2次元入力デバイスに与えられた変位量を計測して
、測定値を変位量記憶部103に書き込む。例えば、2
次元入力デバイス101がマウスである場合には、マウ
ス自身の移動量が変位量となり、2次元入力デバイス1
01がトラックボールの場合には、ボールの回転量が変
位量となり、2次元入力デバイス101がジョイスティ
ックの場合には、スティックの傾き量が変位量となる。 また、2次元入力デバイス101としてタブレットやダ
イヤルを利用することも可能である。図形探索部104
は、カーソル位置記憶部105に格納されている3次元
空間(3次元図形上)における現在のカーソル位置の座
標値と、変位量記憶部103に格納されている値とを読
み込んで、図5のフローチャートに従い、図形データ記
憶部107に保持されている図形要素(面、稜線、頂点
)の座標値や図形要素間の関係などの図形データを参照
しながら、カーソルが位置する図形要素を選択すると同
時にカーソルの移動後の位置を算出し、カーソルの新し
い位置の座標値をカーソル位置記憶部105に、選択さ
れたすなわちカーソルが指す図形要素を指示図形記憶部
106に各々書き込む。3次元画像生成部109は、視
線視点記憶部108に格納されている視線ベクトルの値
および視点位置の座標値に基づいて、図形データ記憶部
107から図形データを読み込んで3次元画像を生成す
ると同時に、カーソル位置記憶部105に書き込まれた
カーソルの3次元座標データを読み込んでカーソルの2
次元空間(ディスプレイ上)における位置を算出して、
3次元画像とカーソルをディスプレイなどの表示デバイ
ス110に出力する。
【0016】第2の発明の3次元図形指示装置の一実施
例を、図2を用いて説明する。変位量計測部102は、
2次元入力デバイス101から送られてくる信号に基づ
き、2次元入力デバイスに与えられた変位量を計測して
、測定値を変位量記憶部103に書き込む。第1の発明
の3次元図形指示装置の実施例と同様に、2次元入力デ
バイス101としてマウスをはじめ種々のデバイスを利
用することが可能である。図形探索部104は、カーソ
ル位置記憶部105に格納されている3次元空間(3次
元図形上)における現在のカーソル位置の座標値、変位
量記憶部103に格納されている値、および仮想軸記憶
部111に格納されている3次元空間に存在する仮想的
な軸の位置の座標値を読み込んで、図6のフローチャー
トに従い、図形データ記憶部107に保持されている図
形要素(面、稜線、頂点)の座標値や図形要素間の関係
などの図形データを参照しながら、カーソルが位置する
図形要素を選択すると同時に、カーソルの移動後の位置
を算出し、カーソルの新しい位置の座標値をカーソル位
置記憶部105に、選択されたすなわちカーソルが指す
図形要素を指示図形記憶部106に各々書き込む。以降
、3次元画像を生成してカーソルとともに表示するまで
の過程は、第1の発明の3次元図形指示装置の実施例と
同じである。
例を、図2を用いて説明する。変位量計測部102は、
2次元入力デバイス101から送られてくる信号に基づ
き、2次元入力デバイスに与えられた変位量を計測して
、測定値を変位量記憶部103に書き込む。第1の発明
の3次元図形指示装置の実施例と同様に、2次元入力デ
バイス101としてマウスをはじめ種々のデバイスを利
用することが可能である。図形探索部104は、カーソ
ル位置記憶部105に格納されている3次元空間(3次
元図形上)における現在のカーソル位置の座標値、変位
量記憶部103に格納されている値、および仮想軸記憶
部111に格納されている3次元空間に存在する仮想的
な軸の位置の座標値を読み込んで、図6のフローチャー
トに従い、図形データ記憶部107に保持されている図
形要素(面、稜線、頂点)の座標値や図形要素間の関係
などの図形データを参照しながら、カーソルが位置する
図形要素を選択すると同時に、カーソルの移動後の位置
を算出し、カーソルの新しい位置の座標値をカーソル位
置記憶部105に、選択されたすなわちカーソルが指す
図形要素を指示図形記憶部106に各々書き込む。以降
、3次元画像を生成してカーソルとともに表示するまで
の過程は、第1の発明の3次元図形指示装置の実施例と
同じである。
【0017】このように仮想軸記憶部111を備えて、
カーソルの動きを仮想軸の軸方向および軸回りの方向に
限定させることにより、図形の指示者は、3次元空間を
仮想軸を基準に2次元的に捉えることが可能となり、カ
ーソルを目的の図形へ容易に移動させることができる。
カーソルの動きを仮想軸の軸方向および軸回りの方向に
限定させることにより、図形の指示者は、3次元空間を
仮想軸を基準に2次元的に捉えることが可能となり、カ
ーソルを目的の図形へ容易に移動させることができる。
【0018】第3の発明の3次元図形指示装置の一実施
例を、図3を用いて説明する。図形探索部104におい
て、カーソルが位置する図形要素を選択すると同時にカ
ーソルの移動後の位置を算出し、カーソルの新しい位置
の座標値をカーソル位置記憶部105に、選択されたす
なわちカーソルが指す図形要素を指示図形記憶部106
に各々書き込むまでの過程は、第1の発明の3次元図形
指示装置の実施例と同じである。視線視点算出部114
は、視線ベクトルと視点の位置を求めるための補助点と
なる3次元空間内の一点の座標値が格納された視線算出
用補助点記憶部112と、前記補助点から視点までの距
離などの補助データが格納された視点算出用補助データ
記憶部113と、3次元空間におけるカーソルの座標値
が格納されているカーソル位置記憶部105とから必要
なデータを読み込んで、視線ベクトルの値と視点の位置
の座標値とを算出し、その値を視線視点記憶部108に
書き込む。算出の方法を図10を用いて説明する。三角
柱21上にカーソル231 がある場合、視線ベクトル
251 (Xl,Yl,Zl)は、初期設定された補助
点22の位置(Xo ,Yo ,Zo )とカーソル2
31 の位置(Xc ,Yc ,Zc )とから、 Xl=Xo −Xc Yl=Yo −Yc Zl=Zo −Zc で計算し、視点241 の位置(Xp ,Yp ,Zp
)は、補助点22からの距離が一定値dであるとする
ならば、k=(Xl2 +Yl2 +Zl2 )1/2
として Xp =Xo −d・Xl/k Yp =Yo −d・Yl/k Zp =Zo −d・Zl/k で計算する。同様にして、カーソル232 に対する視
線ベクトル252 および視点242 を求めることが
できる。ここで、補助点から視点までの距離dが一定値
であれば、視点は常に球面26上に存在することになる
。
例を、図3を用いて説明する。図形探索部104におい
て、カーソルが位置する図形要素を選択すると同時にカ
ーソルの移動後の位置を算出し、カーソルの新しい位置
の座標値をカーソル位置記憶部105に、選択されたす
なわちカーソルが指す図形要素を指示図形記憶部106
に各々書き込むまでの過程は、第1の発明の3次元図形
指示装置の実施例と同じである。視線視点算出部114
は、視線ベクトルと視点の位置を求めるための補助点と
なる3次元空間内の一点の座標値が格納された視線算出
用補助点記憶部112と、前記補助点から視点までの距
離などの補助データが格納された視点算出用補助データ
記憶部113と、3次元空間におけるカーソルの座標値
が格納されているカーソル位置記憶部105とから必要
なデータを読み込んで、視線ベクトルの値と視点の位置
の座標値とを算出し、その値を視線視点記憶部108に
書き込む。算出の方法を図10を用いて説明する。三角
柱21上にカーソル231 がある場合、視線ベクトル
251 (Xl,Yl,Zl)は、初期設定された補助
点22の位置(Xo ,Yo ,Zo )とカーソル2
31 の位置(Xc ,Yc ,Zc )とから、 Xl=Xo −Xc Yl=Yo −Yc Zl=Zo −Zc で計算し、視点241 の位置(Xp ,Yp ,Zp
)は、補助点22からの距離が一定値dであるとする
ならば、k=(Xl2 +Yl2 +Zl2 )1/2
として Xp =Xo −d・Xl/k Yp =Yo −d・Yl/k Zp =Zo −d・Zl/k で計算する。同様にして、カーソル232 に対する視
線ベクトル252 および視点242 を求めることが
できる。ここで、補助点から視点までの距離dが一定値
であれば、視点は常に球面26上に存在することになる
。
【0019】視点の動作範囲を球面とするならば、上記
補助データとして定点からの距離を用いればよい。また
、平面上あるいは楕円面上を視点の動作範囲とする場合
には、平面あるいは楕円面の方程式の係数を補助データ
として用いればよい。以降、3次元画像を生成してカー
ソルとともに表示するまでの過程は、第1の発明の3次
元図形指示装置の実施例と同じである。
補助データとして定点からの距離を用いればよい。また
、平面上あるいは楕円面上を視点の動作範囲とする場合
には、平面あるいは楕円面の方程式の係数を補助データ
として用いればよい。以降、3次元画像を生成してカー
ソルとともに表示するまでの過程は、第1の発明の3次
元図形指示装置の実施例と同じである。
【0020】このように視線視点算出部を備えて、カー
ソルの移動に伴い適切な図形表示を行うことによって、
図形の指示者は、連続して図形指示操作を行うことが可
能となり、カーソルを目的の図形へ迅速に移動させるこ
とができる。
ソルの移動に伴い適切な図形表示を行うことによって、
図形の指示者は、連続して図形指示操作を行うことが可
能となり、カーソルを目的の図形へ迅速に移動させるこ
とができる。
【0021】第4の発明の3次元図形指示装置の一実施
例を、図4を用いて説明する。図形探索部104におい
て、カーソルが位置する図形要素を選択すると同時にカ
ーソルの移動後の位置を算出し、カーソルの新しい位置
の座標値をカーソル位置記憶部105に、選択されたす
なわちカーソルが指す図形要素を指示図形記憶部106
に各々書き込むまでの過程は、第2の発明の3次元図形
指示装置の実施例と同じである。視線視点算出部114
は、視線ベクトルと視点の位置を求めるための補助点と
なる仮想的な軸上の一点の座標値が格納された視線算出
用補助点記憶部112と、前記補助点から視点までの距
離などのデータが格納された視点算出用補助データ記憶
部113と、3次元空間におけるカーソルの座標値が格
納されているカーソル位置記憶部105とから必要なデ
ータを読み込んで、視線ベクトルの値と視点の位置の座
標値とを算出し、その値を視線視点記憶部108に書き
込む。算出の方法を図11を用いて説明する。
例を、図4を用いて説明する。図形探索部104におい
て、カーソルが位置する図形要素を選択すると同時にカ
ーソルの移動後の位置を算出し、カーソルの新しい位置
の座標値をカーソル位置記憶部105に、選択されたす
なわちカーソルが指す図形要素を指示図形記憶部106
に各々書き込むまでの過程は、第2の発明の3次元図形
指示装置の実施例と同じである。視線視点算出部114
は、視線ベクトルと視点の位置を求めるための補助点と
なる仮想的な軸上の一点の座標値が格納された視線算出
用補助点記憶部112と、前記補助点から視点までの距
離などのデータが格納された視点算出用補助データ記憶
部113と、3次元空間におけるカーソルの座標値が格
納されているカーソル位置記憶部105とから必要なデ
ータを読み込んで、視線ベクトルの値と視点の位置の座
標値とを算出し、その値を視線視点記憶部108に書き
込む。算出の方法を図11を用いて説明する。
【0022】図11に示すように、仮想的な軸27の上
に存在する補助点22の位置に基づいて、視線ベクトル
および視点を算出する。従って、軸27の方程式を、a
X+bY+cZ=e として、 aXo +bYo +cZo =e を満たす補助点22の位置(Xo ,Yo ,Zo )
から、第3の発明の3次元図形指示装置の実施例に示し
た計算式を用いて、視線ベクトルおよび視点を求める。
に存在する補助点22の位置に基づいて、視線ベクトル
および視点を算出する。従って、軸27の方程式を、a
X+bY+cZ=e として、 aXo +bYo +cZo =e を満たす補助点22の位置(Xo ,Yo ,Zo )
から、第3の発明の3次元図形指示装置の実施例に示し
た計算式を用いて、視線ベクトルおよび視点を求める。
【0023】上記補助データとして、第3の発明の3次
元図形指示装置の実施例と同様に、種々のデータを利用
できる。以降、3次元画像を生成してカーソルとともに
表示するまでの過程は、第1の発明の3次元図形指示装
置の実施例と同じである。
元図形指示装置の実施例と同様に、種々のデータを利用
できる。以降、3次元画像を生成してカーソルとともに
表示するまでの過程は、第1の発明の3次元図形指示装
置の実施例と同じである。
【0024】このように仮想軸記憶部111と視線視点
算出部114を同時に備えることによって、図形の指示
者は、3次元空間を仮想軸を基準に2次元的に捉えなが
ら連続して図形指示操作を行うことが可能となり、カー
ソルを目的の図形へ容易かつ迅速に移動させることがで
きる。
算出部114を同時に備えることによって、図形の指示
者は、3次元空間を仮想軸を基準に2次元的に捉えなが
ら連続して図形指示操作を行うことが可能となり、カー
ソルを目的の図形へ容易かつ迅速に移動させることがで
きる。
【0025】第1の発明の3次元図形指示装置の図形探
索部について、図5のフローチャートを用いて説明する
。まず、ステップ201でカーソルが稜線上に存在する
か否かを判定し、稜線上にあればステップ202へ、稜
線上になければステップ203へ進む。ステップ202
ではカーソルの移動方向に面が存在するか否かを判定し
、面があればステップ204に進み、面がなければカー
ソルを移動する必要がないのでステップ206へ進む。 ステップ203では、カーソル位置の算出に必要な面の
傾きがすでに計算されているか否かを判定し、計算済み
であればそのままステップ205へ進み、未計算であれ
ばステップ204で、平面の方程式(法線ベクトル)を
基に、スクリーンのx方向に対するの面の傾き(△Sx
/△x,△Sx /△y,△Sx /△z)およびス
クリーンのy方向に対する面の傾き(△Sy /△x,
△Sy/△y,△Sy /△z)を求めてからステップ
205へ進む。ここで、記号△は偏微分記号を表すもの
とする。ステップ205では、面の傾き(SXx ,S
Xy ,SXz )および(SYx,SYy ,SZz
)、2次元入力デバイスの変位量(Xmove,Ym
ove)、現在のカーソル位置(Xcurrent ,
Ycurrent ,Zcurrent )とから、移
動後のカーソル位置(Xnext,Ynext,Zne
xt)を、 Xnext=Xcurrent +SXx ・Xmov
e+SYx ・Ymove Ynext=Ycurr
ent +SXy ・Xmove+SYy ・Ymov
e Znext=Zcurrent +SXz ・Xm
ove+SYz ・Ymove で計算する。最後に、ステップ206でカーソル位置の
座標値およびカーソルの存在する図形要素すなわち指示
図形を出力して終了する。
索部について、図5のフローチャートを用いて説明する
。まず、ステップ201でカーソルが稜線上に存在する
か否かを判定し、稜線上にあればステップ202へ、稜
線上になければステップ203へ進む。ステップ202
ではカーソルの移動方向に面が存在するか否かを判定し
、面があればステップ204に進み、面がなければカー
ソルを移動する必要がないのでステップ206へ進む。 ステップ203では、カーソル位置の算出に必要な面の
傾きがすでに計算されているか否かを判定し、計算済み
であればそのままステップ205へ進み、未計算であれ
ばステップ204で、平面の方程式(法線ベクトル)を
基に、スクリーンのx方向に対するの面の傾き(△Sx
/△x,△Sx /△y,△Sx /△z)およびス
クリーンのy方向に対する面の傾き(△Sy /△x,
△Sy/△y,△Sy /△z)を求めてからステップ
205へ進む。ここで、記号△は偏微分記号を表すもの
とする。ステップ205では、面の傾き(SXx ,S
Xy ,SXz )および(SYx,SYy ,SZz
)、2次元入力デバイスの変位量(Xmove,Ym
ove)、現在のカーソル位置(Xcurrent ,
Ycurrent ,Zcurrent )とから、移
動後のカーソル位置(Xnext,Ynext,Zne
xt)を、 Xnext=Xcurrent +SXx ・Xmov
e+SYx ・Ymove Ynext=Ycurr
ent +SXy ・Xmove+SYy ・Ymov
e Znext=Zcurrent +SXz ・Xm
ove+SYz ・Ymove で計算する。最後に、ステップ206でカーソル位置の
座標値およびカーソルの存在する図形要素すなわち指示
図形を出力して終了する。
【0026】図5のフローチャートにおける実際の処理
の流れを、図7を用いて説明する。直方体1において、
面3を指している初期状態のカーソル21 をカーソル
22 の位置へ移動する場合、カーソルは面上にあるが
面の傾きは未計算であるため、ステップ201/203
/204/205/206の順に実行する。カーソル2
2 の位置からカーソル23 の位置へ移動する際には
、面の傾きを計算済みであるため、ステップ201/2
03/205/206の順に実行する。カーソル23
の位置からカーソル24 の位置へ移動する際には、カ
ーソル23 は稜線4の上にあり、しかも移動方向には
面5が存在するため、ステップ201/202/204
/205/206の順に実行する。また、カーソル24
を矢印7の方向へ移動させようとした場合には、カー
ソル24 は稜線6の上にあるが移動方向には面が存在
しないので、ステップ201/202/206の順に実
行することになる。
の流れを、図7を用いて説明する。直方体1において、
面3を指している初期状態のカーソル21 をカーソル
22 の位置へ移動する場合、カーソルは面上にあるが
面の傾きは未計算であるため、ステップ201/203
/204/205/206の順に実行する。カーソル2
2 の位置からカーソル23 の位置へ移動する際には
、面の傾きを計算済みであるため、ステップ201/2
03/205/206の順に実行する。カーソル23
の位置からカーソル24 の位置へ移動する際には、カ
ーソル23 は稜線4の上にあり、しかも移動方向には
面5が存在するため、ステップ201/202/204
/205/206の順に実行する。また、カーソル24
を矢印7の方向へ移動させようとした場合には、カー
ソル24 は稜線6の上にあるが移動方向には面が存在
しないので、ステップ201/202/206の順に実
行することになる。
【0027】第2の発明の3次元図形指示装置の図形探
索部について、図6のフローチャートを用いて説明する
。このフローチャートは、図5のフローチャートにおけ
る面の傾きを計算するステップ204をステップ207
に置き換えたものである。ステップ207では、平面の
方程式(法線ベクトル)を基に、仮想軸の軸回り方向に
対するの面の傾き(△Ss /△x,△Ss /△y,
△Ss /△z)および仮想軸の軸方向に対する面の傾
き(△St /△x,△St /△y,△St /△z
)を求めてからステップ205へ進む。ここで、記号△
は偏微分記号を表すものとする。ステップ205では、
面の傾き(SSx ,SSy ,SSz )および(S
Tx ,STy ,STz )、2次元入力デバイスの
変位量(Xmove,Ymove)、現在のカーソル位
置(Xcurrent ,Ycurrent,Zcur
rent )とから、移動後のカーソル位置(Xnex
t,Ynext,Znext)を、Xnext=Xcu
rrent +SSx ・Xmove+STx ・Ym
ove Ynext=Ycurrent +SSy
・Xmove+STy ・Ymove Znext=Zcurrent +SSz ・Xm
ove+STz ・Ymove で計算する。第1の発明の3次元図形指示装置の実施例
では、図8に示すように、直方体11の面13にカーソ
ル12がある場合、面の傾きを矢印141 の方向であ
るスクリーンx方向と矢印142 の方向であるスクリ
ーンy方向とに分解しているのに対して、第2の発明の
3次元図形指示装置の実施例では、図9に示すように、
直方体11の面13にカーソル12がある場合、面の傾
きを矢印141 の方向である仮想軸15の軸回りの方
向と矢印142 の方向である仮想軸15の軸方向とに
分解している点が異なる。
索部について、図6のフローチャートを用いて説明する
。このフローチャートは、図5のフローチャートにおけ
る面の傾きを計算するステップ204をステップ207
に置き換えたものである。ステップ207では、平面の
方程式(法線ベクトル)を基に、仮想軸の軸回り方向に
対するの面の傾き(△Ss /△x,△Ss /△y,
△Ss /△z)および仮想軸の軸方向に対する面の傾
き(△St /△x,△St /△y,△St /△z
)を求めてからステップ205へ進む。ここで、記号△
は偏微分記号を表すものとする。ステップ205では、
面の傾き(SSx ,SSy ,SSz )および(S
Tx ,STy ,STz )、2次元入力デバイスの
変位量(Xmove,Ymove)、現在のカーソル位
置(Xcurrent ,Ycurrent,Zcur
rent )とから、移動後のカーソル位置(Xnex
t,Ynext,Znext)を、Xnext=Xcu
rrent +SSx ・Xmove+STx ・Ym
ove Ynext=Ycurrent +SSy
・Xmove+STy ・Ymove Znext=Zcurrent +SSz ・Xm
ove+STz ・Ymove で計算する。第1の発明の3次元図形指示装置の実施例
では、図8に示すように、直方体11の面13にカーソ
ル12がある場合、面の傾きを矢印141 の方向であ
るスクリーンx方向と矢印142 の方向であるスクリ
ーンy方向とに分解しているのに対して、第2の発明の
3次元図形指示装置の実施例では、図9に示すように、
直方体11の面13にカーソル12がある場合、面の傾
きを矢印141 の方向である仮想軸15の軸回りの方
向と矢印142 の方向である仮想軸15の軸方向とに
分解している点が異なる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明を適用するな
らば、ディスプレイに表示された図形をカーソルで指示
する際、2次元入力デバイスの操作に伴って、カーソル
が常に3次元図形上を移動するために、迅速かつ容易に
目的の図形を指示することができる。
らば、ディスプレイに表示された図形をカーソルで指示
する際、2次元入力デバイスの操作に伴って、カーソル
が常に3次元図形上を移動するために、迅速かつ容易に
目的の図形を指示することができる。
【0029】なお本発明は、図形指示操作が頻繁に発生
する3次元形状設計支援システムへの応用が可能である
ため、その効果は極めて大きい。
する3次元形状設計支援システムへの応用が可能である
ため、その効果は極めて大きい。
【図1】第1の発明の3次元図形指示装置の一実施例を
示したブロック図。
示したブロック図。
【図2】第2の発明の3次元図形指示装置の一実施例を
示したブロック図。
示したブロック図。
【図3】第3の発明の3次元図形指示装置の一実施例を
示したブロック図。
示したブロック図。
【図4】第4の発明の3次元図形指示装置の一実施例を
示したブロック図。
示したブロック図。
【図5】第1と第3の発明の3次元図形指示装置を説明
するためのフロ−チャート。
するためのフロ−チャート。
【図6】第2と第4の発明の3次元図形指示装置を説明
するためのフローチャート。
するためのフローチャート。
【図7】本発明の実施例を説明するための図。
【図8】本発明の実施例を説明するための図。
【図9】本発明の実施例を説明するための図。
【図10】本発明の実施例を説明するための図。
【図11】本発明の実施例を説明するための図。
【図12】本発明の作用を説明するための図。
【図13】本発明の作用を説明するための図。
【図14】本発明の作用を説明するための図。
【図15】本発明の作用を説明するための図。
【図16】従来の技術を説明するための図。
【図17】従来の技術を説明するための図。
101 2次元入力デバイス
102 変位量計測部
103 変位量記憶部
104 図形探索部
105 カーソル位置記憶部
106 指示図形記憶部
107 図形データ記憶部
108 視線視点記憶部
109 3次元画像生成部
110 表示デバイス
111 仮想軸記憶部
112 視線算出用補助点記憶部
113 視点算出用補助データ記憶部114 視線
視点算出部
視点算出部
Claims (4)
- 【請求項1】 3次元図形を2次元入力デバイスで指
示する装置において、2次元入力デバイスを操作するこ
とによって得られる変位量を計測する変位量計測部と、
前記変位量計測部で計測された変位量を格納しておく変
位量記憶部と、3次元空間における位置を指示するカー
ソルの座標を格納しておくカーソル位置記憶部と、3次
元図形のデータを格納しておく図形データ記憶部と、前
記変位量記憶部と前記カーソル位置記憶部の値から移動
後のカーソル座標を算出して前記カーソル位置記憶部に
書き込み、カーソルが存在する図形を前記図形データ記
憶部の中から探索する図形探索部と、前記図形探索部で
選択された図形の情報を格納しておく指示図形記憶部と
、視線および視点の値を格納しておく視線視点記憶部と
、前記視線視点記憶部の値に基づいて前記図形データ記
憶部で定義された3次元形状の投影画像を生成して表示
デバイスに出力する3次元画像生成部とを備えることを
特徴とする3次元図形指示装置。 - 【請求項2】 前記図形探索部に接続され、3次元空
間内の仮想的な軸の位置を格納する仮想軸記憶部を備え
ることを特徴とする請求項1記載の3次元図形指示装置
。 - 【請求項3】 視線を算出するために用いる3次元空
間内の一点の座標を格納しておく視線算出用補助点記憶
部と、視点を算出するために用いるデータを格納してお
く視点算出用補助データ記憶部と、前記視線算出用補助
点記憶部と前記視点算出用補助データ記憶部と、前記カ
ーソル位置記憶部との値から視線ベクトルおよび視点の
位置を算出して前記視線視点記憶部に格納する視線視点
算出部とを備えることを特徴とする請求項1記載の3次
元図形指示装置。 - 【請求項4】 視線を算出するために用いる仮想軸上
の一点の座標を格納しておく視線算出用補助点記憶部と
、視点を算出するために用いるデータを格納しておく視
点算出用補助データ記憶部と、前記視線算出用補助点記
憶部と前記視点算出用補助データ記憶部と前記カーソル
位置記憶部との値から視線ベクトルおよび視点の位置を
算出して前記視線視点記憶部に格納する視線視点算出部
とを備えることを特徴とする請求項2記載の3次元図形
指示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03055268A JP3082267B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 3次元図形指示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03055268A JP3082267B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 3次元図形指示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04291468A true JPH04291468A (ja) | 1992-10-15 |
JP3082267B2 JP3082267B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=12993860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03055268A Expired - Fee Related JP3082267B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 3次元図形指示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3082267B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997014088A1 (fr) * | 1995-10-09 | 1997-04-17 | Nintendo Co., Ltd. | Systeme de traitement d'images tridimensionnelles |
US5919092A (en) * | 1994-08-02 | 1999-07-06 | Nintendo Co., Ltd. | Manipulator for game machine |
US5984785A (en) * | 1995-05-10 | 1999-11-16 | Nintendo Co., Ltd. | Operating device with analog joystick |
US6007428A (en) * | 1995-10-09 | 1999-12-28 | Nintendo Co., Ltd. | Operation controlling device and video processing system used therewith |
US6241610B1 (en) | 1996-09-20 | 2001-06-05 | Nintendo Co., Ltd. | Three-dimensional image processing system having dynamically changing character polygon number |
JP2002140728A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-05-17 | Sony Computer Entertainment Inc | 図形検出方法、図形検出装置、半導体デバイス、コンピュータプログラム、記録媒体 |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP03055268A patent/JP3082267B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5919092A (en) * | 1994-08-02 | 1999-07-06 | Nintendo Co., Ltd. | Manipulator for game machine |
US5984785A (en) * | 1995-05-10 | 1999-11-16 | Nintendo Co., Ltd. | Operating device with analog joystick |
WO1997014088A1 (fr) * | 1995-10-09 | 1997-04-17 | Nintendo Co., Ltd. | Systeme de traitement d'images tridimensionnelles |
US6007428A (en) * | 1995-10-09 | 1999-12-28 | Nintendo Co., Ltd. | Operation controlling device and video processing system used therewith |
US6239806B1 (en) | 1995-10-09 | 2001-05-29 | Nintendo Co., Ltd. | User controlled graphics object movement based on amount of joystick angular rotation and point of view angle |
US6241610B1 (en) | 1996-09-20 | 2001-06-05 | Nintendo Co., Ltd. | Three-dimensional image processing system having dynamically changing character polygon number |
JP2002140728A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-05-17 | Sony Computer Entertainment Inc | 図形検出方法、図形検出装置、半導体デバイス、コンピュータプログラム、記録媒体 |
JP4673518B2 (ja) * | 2000-08-24 | 2011-04-20 | 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント | 図形検出方法、図形検出装置、半導体デバイス、コンピュータプログラム、記録媒体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3082267B2 (ja) | 2000-08-28 |
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