JPH05290147A - 視点・光源機能の属性追加交換直接操作システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 視点や光源の制御機能を有する３次元情報処
理システムに於けるインタフェース方式に関するもの
で、視点や光源機能を３次元仮想空間で操作者の意図ど
おりに操作し難いという問題を解決し、操作者による３
次元仮想空間中の直接操作と各機能属性の３次元図形視
覚化により、これら機能の容易かつ迅速な操作を可能と
することを目的とする。 【構成】 物体、視点機能、光源機能という異なる種類
の対象物を、操作対象の切り替え指定なしにいつでも自
由に選択・操作するために、対象物の属性を３次元図形
として視覚化し、この形状の任意箇所を操作の基準点と
して選択できようにする２、３、４、６、７、８、９の
関係からなる各手段と、視点・光源機能の属性を表現し
た形状を仮想空間中で直に結合・追加することによりそ
の属性値を変更できるようにする７、８、１０、１０
１、１０２、１１、１４、１７の関係からなる各手段を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３次元形状を高速に描
画できるコンピュータ・グラフィックス装置を用いた３
次元形状の工業意匠、建築、機械等の設計を支援する３
次元情報処理システムで使用される視点機能や光源機能
を容易かつ効率的に操作するためのインタフェース方式
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来には図９に示す表示装置９１と２次
元入力装置９２（マウス）とキーボード９３を装備した
視点や光源の制御機能を有する３次元情報処理システム
が存在した。通常、このようなシステムを使用する操作
者９４は、はじめに、２次元入力装置９２を操作して、
表示装置９１のスクリーン９５上を水平・垂直方向にの
み動かすことができるカーソル９６を操作対象指定メニ
ュー９７上へ移動させ、自分の興味のある操作対象を指
定する。操作対象メニューには、物体操作９８、視点操
作９９、光源操作９１０があり、指定した対象物だけ
が、操作可能となる。操作対象が確定すると、各対象別
に階層サブメニューが、９１１に現れ、視点や光源属性
等の更に詳細な指定を行う。

【０００３】図１０は、従来の視点機能の操作画面の一
例である。操作者が視点操作メニュー１０５を指定する
と、表示画面１０１中のメイン描画ウィンドウ１０２に
視点変更機能を示すカメラ等の視点形状１０３が表示さ
れ、これと同時に、この形状の存在する位置から見た３
次元仮想空間中の景観が別のサブ描画ウィンドウ１０４
に表示される。操作者は、入力装置を用いてメイン描画
ウィンドウ１０２中にカーソル１０６を移動させ、この
形状を３次元仮想空間中で平行・回転移動させることに
よって、いろいろの位置・方向からの景観をサブ描画ウ
ィンドウ１０４に見ることができる。なお、この視点形
状の３次元仮想空間中の平行・回転の基準点は、システ
ムにより予め決められている。

【０００４】視点形状の回転・平行移動操作は、キーボ
ード上の特定のキーや２次元入力装置に装備されている
特定のボタンを押しながら、２次元入力装置を卓上で前
後・左右に移動することによって行われる。このボタン
の押下操作と入力装置の移動操作の併用により、視点形
状をメイン描画ウィンドウ上で水平・垂直方向に平行移
動させたり、水平・垂直方向の軸回りに回転移動させた
り、操作者から表示装置に向かって奥行き方向に平行移
動させる。操作者は、これらの操作の組合せを考えなが
ら自分の意図する空間位置・方向へ視点形状を動かす。

【０００５】図１１は、従来の光源変更機能の操作画面
の一例である。光源種には、平行光源、点光源、スポッ
ト光源の３種類があり、図１１（ａ）は平行光源形状
を、図１１（ｂ）は点光源形状を、図１１（ｃ）はスポ
ット光源形状を示している。

【０００６】これらの光源種は、光源操作の指定後に表
示される階層サブメニュー１１ａ１１で指定する。各光
源の操作は、ほぼ同様であるため、以後、平行光源の場
合を中心に述べる。光源操作の指定後に表示される階層
サブメニュー１１ａ１１で、平行光源の操作を指定する
と、図１１（ａ）に示すように、表示画面１１ａ１中の
描画ウィンドウ１１ａ２に、平行光源の方向を示す矢印
等の線画の光源形状１１ａ３が表示され、これと同時
に、平行光源特性に従ったシーンが同一の描画ウィンド
ウ１１ａ２中に描画される。

【０００７】操作者は、入力装置を用いて、描画ウィン
ドウ中にカーソルを移動させて、平行光源形状１１ａ３
を３次元仮想空間中で平行・回転移動させることによっ
て、いろいろの方向に平行光源を向けたときの光源シー
ンを見ることができる。なお、この光源形状の操作の基
準点は、視点操作の場合と同様にシステムによって決め
られている。基本操作は、視点機能と同じなので省略す
る。

【０００８】図１２は、前記した従来システムの構成を
示すブロック図である。図中、線と矢印は、データの流
れを示す。通常、入力装置制御手段１２１は、２次元入
力装置やキーボードを制御して、２次元入力装置からの
Ｘ，Ｙの２次元位置データやボタン情報を受け取る。こ
のデータの内、２次元位置データは、画像座標系変換処
理手段１２２により、表示装置の物理的なスクリーン位
置座標値に変換されると同時に、ここでカーソルの新し
い移動位置への描画がカーソル描画手段１２１６を用い
て行われる。

【０００９】このスクリーン位置座標値と入力装置制御
手段１２１からの２次元入力装置やキーボードのボタン
情報によって、命令判別・実行処理手段１２３では、現
行の操作者からの指示が、操作対象の切り替え要求か、
操作対象の回転・平行移動操作要求か、操作対象の属性
変更要求かを判断し、各要求に従って、操作対象切り替
え処理手段１２４、操作対象制御手段１２６、操作対象
属性変更処理手段１２８のいずれかを起動する。

【００１０】操作対象切り替え処理手段１２４に起動が
掛かると、命令判別・実行処理手段９４から渡された操
作対象物の識別番号を操作対象物記録手段１２５に記録
する。

【００１１】また、操作対象制御手段１２６に起動が掛
かると、まず、命令判別・実行処理手段１２３から渡さ
れた入力装置の２次元位置データを３次元座標系位置・
方向計算処理手段１２７を用いて、３次元仮想空間中の
座標値に変換する。次に、操作対象物記録手段１２５か
ら、現行の操作対象物識別番号を読み込んで、その識別
番号の示す操作対象物の位置・方向計算処理手段１２１
１、１２９または１２１３を起動する。

【００１２】例えば、操作対象物識別番号が、物体を示
していた場合には物体移動位置・方向計算手段１２１１
を、視点機能を示していた場合には視野移動位置・方向
計算手段１２９を、光源機能を示していた場合には光源
移動位置・方向計算手段１２１３が起動される。各移動
位置・方向計算手段では、操作対象物識別番号と３次元
座標系位置・方向計算処理手段１２７で計算された３次
元座標データを基に、各操作対象の新しい空間位置・方
向を計算し、物体・視点・光源の各形状・属性記録手段
１２１２、１２１０または１２１４の位置・方向データ
を更新する。表示生成手段１２１５では、物体形状・属
性記録手段１２１２、視野形状・属性記録手段１２１
０、光源形状・属性記録手段１２１３からの形状幾何デ
ータや属性データを基に、３次元仮想空間中に存在する
全ての対象物を表示装置に描画する。

【００１３】更に、操作対象属性変更処理手段１２８に
起動が掛かると、まず、操作対象物記録手段１２５か
ら、現行の操作対象物識別番号を読み込んで、その識別
番号に従った物体・視点・光源の各形状・属性記録手段
１２１２、１２１０または１２１４の中の現行の属性値
と入力装置制御手段１２１から入力され命令判別・実行
処理手段１２３を経由して入ってきた操作者指定の属性
値とを交換する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の視点・光源機能の空間直接操作システムによる
視点や光源機能の操作では、これら機能が３次元仮想空
間に及ぼす影響範囲や空間的な位置・方向が視覚的に理
解しにくいため、視点や光源機能を表現した形状を操作
して希望の画像シーンや光源シーンを得ることが難しか
った。

【００１５】また、同一３次元仮想空間中に存在する物
体や視点機能や光源機能という対象を操作する場合にも
メニュー等で対象の切り替えを指定してから行わなくて
はならないとか、各対象を空間操作する場合にＸ、Ｙ軸
方向の回転や平行移動等の２次元操作の組合せを考えな
がら行わなくてはならないとか、各対象形状の操作基準
点はシステムにより決められており変更できない等の問
題により、容易に自分の思った空間位置・方向に物体や
視点・光源機能を操作することが難しかった。

【００１６】更に、視野領域の大きさや光源強度等の属
性を変更して、自分の意図する視点・光源機能を仕立て
ようとする場合にも、属性変更結果の予測しにくい数値
や記号で属性値を変えて、属性変更後に視点・光源機能
を実際に操作してから変更内容が正しいかどうかを確認
していたために、操作者のイメージする属性をもつ視点
・光源機能を作り出すのに多くの時間を必要とした。

【００１７】本発明は、上記課題に鑑み、視点・光源機
能の属性を３次元図形として視覚的に表現し、操作者が
この３次元図形の任意箇所を選択して直接的に空間操作
したり、またこの３次元形状を仮想空間中で直に結合・
交換することによってその属性値を変更することを可能
とし、視点・光源機能の形状の移動操作に追従して、各
機能効果の変化を即座に描画することにより、操作者の
頭の中でイメージする画像シーンや光源シーンを迅速か
つ容易に得られるようにするためのインタフェースを提
供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の技術的手段は、３次元位置方向制御装置やキ
ーボードからの空間情報やボタン情報を入力する入力装
置制御手段と、前記入力制御手段からのデータを基にシ
ステムで取り扱っている３次元仮想空間座標系の空間位
置・方向データに変換する３次元座標系位置・方向変更
手段と、前記３次元座標系位置・方向変更手段からのデ
ータを基に３次元カーソルの新しい移動位置を計算し、
旧データを更新するカーソル移動位置方向計算手段と、
３次元カーソルの形状を記録したり、前記カーソル移動
位置方向計算手段からのデータを更新記録するカーソル
形状位置記録手段と、前記入力装置制御手段との関係に
より操作者からの対象選択／分離指示や属性追加／交換
指示等の命令を判別して適切な処理手段を実行する命令
判別・実行処理手段と、前記カーソル移動位置方向計算
手段からの要求によって前記カーソル形状位置記録手段
や各対象形状の位置データの記録してある物体形状位置
記録手段、視点機能形状位置記録手段、光源機能形状位
置記録手段からのデータを基に３次元カーソルと各対象
物との接触計算を行う対象選択位置計算処理手段と、前
記対象選択位置計算処理手段からの３次元カーソルと対
象物との接触の有無情報や選択対象物識別番号及び操作
対象制御手段からの対象物の選択状態や属性変更操作時
の選択可能対象物の識別番号を記録する選択状態対象物
記録手段と、前記命令判別・実行処理手段からの対象選
択または分離要求に従って前記選択状態対象物記録手段
からのデータを基に接触対象物の選択移動処理や分離処
理を実行する対象選択分離処理手段の制御を行ったり、
対象の選択・分離状態と選択された対象物の識別番号を
判断し前記選択状態対象物記録手段へ記録したり、操作
対象属性変更処理手段からの指示によって選択できる対
象を制限したりする選択対象制御手段と、前記操作対象
制御手段との関係により前記カーソル形状位置記録手段
と物体形状位置記録手段と視点機能形状位置記録手段と
光源機能形状位置記録手段からのデータを基に選択対象
物を３次元仮想空間中で３次元カーソルに追従させて移
動させたり、３次元カーソルと選択中の対象物を分離・
配置させる処理を行う対象選択分離処理手段と、前記命
令判別・実行処理手段からの属性の追加・交換要求と共
に渡される属性の変更を希望する物体、視点機能、光源
機能等の属性変更分類識別番号により、物体表現制御手
段や視点機能表現制御手段や光源機能表現制御手段や追
加交換属性管理記録手段や対象物間距離角度計算手段の
関係から、属性の追加・交換処理を行う操作対象属性変
更処理手段と、物体、視点機能、光源機能等の対象分類
別に追加及び交換可能な属性の識別番号を記録したり、
属性の追加または交換時の適合性を示したテーブルを管
理記録する追加交換属性管理記録手段と、指定された２
つの対象物間の距離・角度を計算する対象物間距離角度
計算処理手段と、前記操作対象属性変更処理手段からの
要求により物体属性記録手段や物体形状位置記録手段や
表示生成手段との関係から対象となっている物体の形状
データの一部を指定された属性形状データと交換した
り、対象となっている物体に指定された属性形状データ
を結合したり、この形状の変化に伴う属性値変更を行っ
たり、追加・交換される属性形状データ群を含めた物体
の表示・非表示を制御したりする物体表現制御手段と、
前記物体表現制御手段との関係により各物体の色、材質
感等の属性値を更新記録する物体属性記録手段と、前記
対象選択位置計算処理手段や前記対象選択分離処理手段
や前記物体表現制御手段との関係により物体及びこの物
体に交換・追加可能な属性の形状データや空間位置デー
タを更新記録する物体形状位置記録手段と、前記操作対
象属性変更処理手段からの要求により視点機能属性記録
手段や視点機能形状位置記録手段や表示生成手段との関
係から対象となっている視点機能を表現した形状データ
の一部を指定された属性形状データと交換したり、現行
の視点機能形状データに指定された属性形状データを結
合したり、これらの形状変化に伴う属性値を変更した
り、追加・交換される属性形状データ群を含めた視点機
能の表示・非表示を制御したりする視点機能表現制御手
段と、前記視点機能表現制御手段との関係により視野角
度や視野領域等の属性値を更新記録する視点機能属性記
録手段と、前記対象選択位置計算処理手段や前記対象選
択分離処理手段や前記視点機能表現制御手段との関係に
より視点機能や視点機能に追加・変更可能な属性を表現
する形状データや空間位置データを更新記録する視点機
能形状位置記録手段と、前記操作対象属性変更処理手段
からの要求により光源機能属性記録手段や光源機能形状
位置記録手段や表示生成手段との関係から対象となって
いる光源機能を表現した形状データの一部を指定された
属性形状データと交換したり、現行の光源機能形状デー
タに指定された属性形状データを結合したり、これらの
形状変化に伴う属性値を変更したり、追加・交換される
属性形状データ群を含めた光源機能の表示・非表示を制
御したりする光源機能表現制御手段と、前記光源機能表
現制御手段との関係により光源色や光源強度等の属性値
を更新記録する光源機能属性記録手段と、前記対象選択
位置計算処理手段や前記対象選択分離処理手段や前記光
源機能表現制御手段との関係により光源機能や光源機能
に追加・変更可能な属性を表現する形状データや空間位
置データを更新記録する光源機能形状位置記録手段と、
前記カーソル形状位置記録手段と前記物体表現制御手段
と前記視点機能表現制御手段と前記光源機能表現制御手
段からのデータを基に視点計算・光源計算を行い３次元
カーソルを含めた全対象物を表示装置に描画する表示生
成手段とからなる視点・光源機能の属性追加交換直接操
作システムを構成したことである。

【００１９】

【作用】上記手段を用いた本発明に於いては、操作者は
３次元位置方向入力装置やキーボード等の入力装置を操
作することにより３次元カーソルを移動するために必要
な３次元位置・方向データや、３次元カーソルで対象物
を選択移動したり分離・配置する指示及び属性変更のた
めの追加・交換指示を入力する。入力装置制御手段は、
操作者の入力した３次元位置・方向データや種々の指示
情報を入力装置から読み取り、３次元位置・方向データ
を３次元座標系位置・方向変更手段へ、指示情報を命令
判別・実行処理手段へ渡す。

【００２０】３次元座標系位置・方向変更手段では、３
次元位置方向入力装置からの３次元位置・方向データを
本実施例のシステムで取り扱っている論理的な３次元仮
想空間座標値に変換する。カーソル移動位置方向計算手
段では、前記３次元座標系位置・方向変更手段で変換さ
れた位置・方向データを基に、新しい３次元カーソルの
空間位置を計算すると共に、カーソル形状位置記録手段
に記録されている３次元カーソルの位置データを更新す
る。この後に、カーソル移動位置方向計算手段は、対象
選択位置計算処理手段を起動する。対象選択位置計算処
理手段では、前記カーソル形状位置記録手段からの３次
元カーソルの現行の空間位置データと物体形状位置記録
手段と視点機能形状位置記録手段と光源機能形状位置記
録手段からの３次元仮想空間中の全対象物の形状位置デ
ータを基に３次元カーソルと全対象物との接触計算を行
う。この計算の結果、接触の有無や接触している対象物
の識別番号を選択状態対象物記録手段へ記録する。

【００２１】操作対象制御手段では、前記命令判別・実
行処理手段からの３次元カーソルと対象物との選択指示
や選択解除指示を受けると前記選択状態対象物記録手段
からの情報を基に、３次元カーソルによる対象物間の操
作状態の判定を行い、これら情報を前記選択状態対象物
記録手段へ記録すると共に、対象選択分離処理手段に対
象の選択移動または分離配置処理を要求する。また、属
性の追加・交換時には、操作対象属性変更処理手段から
渡される選択可能な対象物形状の識別番号を選択状態対
象物へ記録し、この対象以外の選択・移動処理を無効と
したり、指定された対象物を現在移動中の対象物と変更
したりする。

【００２２】対象選択分離処理手段では、前記操作対象
制御手段から出力される要求及び指定対象物識別番号に
従い、３次元カーソルと指定対象物の位置関係を保持し
た指定対象物の移動を行なったり、３次元カーソルと指
定対象物とを分離・配置させるために、前記カーソル形
状位置記録手段から３次元カーソルの位置データを、物
体形状位置記録手段、視点機能形状位置記録手段または
光源機能形状位置記録手段の中から指定された対象物の
形状位置データを読み込んで、３次元幾何計算を行った
後に指定対象物の形状位置データを更新する。

【００２３】操作対象属性変更処理手段では、前記命令
判別・実行処理手段から属性の追加または交換要求と共
に渡されるこの要求の対象となる物体、視点機能、光源
機能等の対象物分類識別番号を受け取ると、まず、追加
交換属性管理記録手段に指定対象物分類別に管理されて
いる追加または交換可能な属性の識別番号群を取り出し
て、この識別番号に対応した属性形状を指定対象物分類
識別番号の示す表現制御手段に要求を出して画面に表示
する。これと同時に、前記操作対象制御手段に選択可能
な対象は前記追加交換属性管理記録手段から抽出した属
性形状のみとすることを通知する。この後に、物体形状
位置記録手段や視点機能形状位置記録手段や光源機能形
状位置記録手段からの対象物の形状位置データを基に、
前記操作対象制御手段により選択移動されている属性形
状と画面に表示されている全対象物との位置関係を対象
物間距離角度計算手段を用いて計算する。この計算の結
果、任意の対象物と属性形状が接触、または追加・交換
可能な位置関係にあると判断した場合、次に、その対象
物と属性形状との前記追加・交換適合性を追加交換属性
管理記録手段に記録してある対象・属性間の適合性デー
タを基に判別する。適合性が確定された場合は、対象の
存在する表現制御手段に要求を出して属性形状及び属性
値の追加または交換処理を行う。

【００２４】物体表現制御手段では、前記操作対象属性
変更処理手段からの要求により、物体形状位置記録手段
中の物体の形状データとその属性を表現した形状データ
との追加または交換処理のために各形状の位置データを
更新したり、この属性形状の変更に従って物体属性記録
手段中の指定物体の属性値を更新したりする。また、現
行で表示すべき物体を判断し、その物体の形状を表示す
るために必要な属性データや形状位置データを物体属性
記録手段や物体形状位置記録手段から読み込んで表示生
成手段へ渡す。

【００２５】視点機能表現制御手段では、前記操作対象
属性変更処理手段からの要求により、視点機能形状位置
記録手段中の視点機能の形状データとその属性を表現し
た形状データとの追加または交換処理のために各形状の
位置データを更新したり、この属性形状の変更に従って
視点機能属性記録手段中の属性値を更新したりする。ま
た、現行アクティブな視点機能の属性を判断し、その視
点機能の形状表示及び視点計算処理を行うために必要な
視点機能の属性データや形状位置データを視点機能属性
記録手段や視点機能形状位置記録手段から読み込んで表
示生成手段へ渡す。

【００２６】光源機能表現制御手段では、前記操作対象
属性変更処理手段からの要求により、光源機能形状位置
記録手段中の光源機能の形状データとその属性形状デー
タとの追加または交換処理のために各形状の位置データ
を更新したり、この属性形状の変更に従って光源機能属
性記録手段中の属性値を更新したりする。また、現行ア
クティブな光源種と属性を判断し、それら光源機能の形
状表示及び光源計算処理を行うために必要な各光源機能
の属性データや形状位置データを光源機能属性記録手段
や光源機能形状位置記録手段から読み出して表示生成手
段へ渡す。

【００２７】表示生成手段では、前記カーソル形状位置
記録手段と前記物体表現制御手段と前記視点機能表現制
御手段と前記光源機能表現制御手段からの各種データを
基に視点計算、光源計算処理を行い、３次元カーソルを
含めた全ての対象物を表示装置に描画する。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の実施例の構成を示す
ブロック図、図２は本発明の実施例に於ける構成装置例
と代表的な表示画面例、図３は本発明の実施例に於ける
代表的な操作画面例、図４、図５、図６は本発明の実施
例に於ける視点機能の属性の追加交換の操作画面例を示
す。図７及び図８は本発明の実施例に於ける光源機能の
属性の追加交換の操作画面例を示す。

【００２９】図２（ａ）では、操作者２７が３次元位置
方向制御装置２３の３次元位置方向入力装置２１を手に
持って移動させ、本実施例に於けるシステムに対して動
作指示を行っているところを示している。表示装置２６
中の代表的な表示画面が図２（ｂ）に示してある。３次
元原点指定部２２と３次元位置方向入力装置２１の実空
間での位置と方向の関係から３次元位置方向制御装置２
３で３次元位置・方向を計測し、グラフィックスコンピ
ュータ２５が、このデータをコンピュータ内で取り扱っ
ている論理的な３次元仮想空間座標系での位置・方向デ
ータに変換して、表示装置２６の画面中の３次元カーソ
ル２ａ１を３次元位置方向入力装置２１の動きに追従し
て移動させる。図２（ｂ）において、操作者の操作を希
望する３次元仮想空間中の物体２ａ２、２ａ３や視点機
能の空間位置を視覚化した視点位置形状２ａ４または光
源機能の種類と空間位置を視覚化した光源種位置形状２
ａ５などの対象物のいずれかを３次元カーソル２ａ１の
先端で触れ、装置構成例に示すキーボード２４等から選
択指示を出すとその対象物が選択され、３次元カーソル
と共に３次元位置方向入力装置２１の動きに追従して仮
想空間中を動く。

【００３０】図２（ｂ）に示す視点機能は、視点位置形
状２ａ４とこの形状の前方位置に固定された視点機能の
有効範囲を示す半透明の視点領域形状２ａ８により表現
されている。また、同画面中に示す光源機能は、光源種
位置形状２ａ５とこの形状の前方位置に固定された光源
機能の有効範囲を示す半透明円錐形の光源領域形状２ａ
９により表現されている。これらの各形状は、視野角
度、視界深度、光源種、光源強度等の視点や光源機能の
属性値により色や形状が変化する。

【００３１】図２（ｂ）中の視点位置形状２ａ４や光源
種位置形状２ａ５を３次元カーソル２ａ１で選択する
と、視点領域形状２ａ８や光源領域形状２ａ９も、視点
位置形状２ａ４や光源種位置形状２ａ５との接続位置関
係を保持して３次元仮想空間内で動き、これら形状の空
間的な位置関係にマッチした各機能の効果が画面中の各
ウィンドウにリアルタイムに表示される。視点位置形状
２ａ４を動かした場合は、視点領域形状２ａ８内の景観
があたかも視点位置形状２ａ４から操作者が見ているか
のごとくサブ描画ウィンドウ２ａ６中に表示され、光源
種位置形状２ａ５を動かした場合は、光源領域形状２ａ
９内の対象物にその光源特性が加味された景観が、メイ
ン描画ウィンドウ２ａ７とサブ描画ウィンドウ２ａ６に
直接表示される。同一３次元仮想空間中に存在する物体
２ａ２、２ａ３や視点位置形状２ａ４や光源種位置形状
２ａ５は、メニュー等による操作対象の切り替え指示無
しに、３次元カーソル２ａ１によりいつでも選択でき、
空間中での移動・回転操作という同一の方法で制御する
ことが可能である。

【００３２】図３では、視点機能及び光源機能を操作し
ているときの本実施例に於ける画面表示と３次元位置入
力装置の関係を示している。図３（ａ）は、３次元位置
方向入力装置３０を操作して、仮想空間中の３次元カー
ソル３１を動かして、視点位置形状３２を選択し、物体
３６、３７、３８の内、物体３６と３７のみを見ようと
するために、視点位置形状３２を移動させて画面に示す
位置・方向に視点領域形状３３を配置したところであ
る。図３（ｂ）は、視点機能を図３（ａ）の画面中で示
した位置・方向で固定させ、次に光源機能を操作するた
めに、まず視点位置形状３２と３次元カーソル３１との
分離指示を出した後に、３次元位置方向入力装置３０を
矢印３ｂ１のように操作して３次元カーソル３１を図３
（ｂ）の画面の位置に動かし、光源種位置形状３４を選
択したところを示している。

【００３３】図３（ｃ）は、３次元位置方向入力装置３
０を矢印３ｃ１のように移動操作して、スポット光源が
物体３８の表示画面に向かって後方から手前に照射する
ように光源種位置形状３４を移動したところである。こ
の時、光源種位置形状３４及び光源領域形状３５の仮想
空間内での空間的な位置・方向に従ったスポット光源機
能の効果がメイン描画ウィンドウ３１０と視点位置形状
から見た景観を表示しているサブ描画ウィンドウ３１１
に即座に表示される。再び、視点機能を操作したい場合
には、光源種位置形状３４と３次元カーソル３１の接続
を分離指定して、視点位置形状３２の希望の箇所を選択
指示すればよい。

【００３４】図４、図５及び図６を用いて、視点機能属
性の変換・追加操作についての実施例を述べる。図４で
は、視点機能を中心投影表示から平行投影表示へ変更す
る場合の属性変換の操作例を示している。操作者が属性
交換要求を発行すると、図４（ａ）の画面のメイン描画
ウィンドウ４１０中には、交換可能な属性値を３次元図
形として表現した形状４４及び４５が表示される。形状
４４は遠近感の表示はしないが変形無しに正しく景観を
表示する平行投影法による表示を行うための視点領域形
状であり、形状４５は魚眼レンズで見たような景観を表
示するための視点領域形状である。

【００３５】操作者は３次元カーソル４１で、平行投影
の視点領域形状４４を選択し、視点位置形状４２に現
在、接続されている中心投影の視点領域形状４３の近傍
へ、矢印４ａ１のように移動させる。平行投影の視点領
域形状４４の位置・方向が、視点位置形状４２に接続さ
れている中心投影の視点領域形状４３の位置・方向に対
して、属性形状交換のための有効範囲内に入った場合
に、これらの形状が自動的に交換される。

【００３６】これにより、図４（ｂ）の画面に示すよう
に、視点位置形状４２の前方には平行投影を表現する形
状４４が接続され、３次元カーソル４１には、今まで視
点位置形状４２に接続されていた中心投影を表現する形
状４３が接続される。この属性形状の交換と同時に、シ
ステム内部で扱っている属性値も自動的に交換され、サ
ブ描画ウィンドウ４１０中には、この形状に従った属性
を持つ平行投影法による景観が表示される。

【００３７】図５では、視点機能に新たな属性を追加す
る場合の実施例として、中心投影表示の視点機能に平行
投影表示機能を追加する時の操作を示している。図５
（ａ）の画面では、現在、中心投影表示機能をもつ視点
機能が視点位置形状５２と視点領域形状５３で表現さ
れ、この視点領域形状５３内の物体５５が中心投影表示
でサブ描画ウィンドウ５１１中に描かれている。

【００３８】操作者は、３次元カーソル５１で選択され
た平行投影の視点領域形状５４を現行の視点機能に追加
するために、矢印５ａ１に示すように、視点位置形状５
２に移動しようとしている。この例の場合は、平行投影
の視点領域形状５４を中心投影の視点領域形状５３に対
して反対側の視点位置形状５２の側面に接続しようとし
ている。視点位置形状５２の表面に、平行投影の視点領
域形状５４が接触すると、この機能が現行の視点機能に
追加され、図５（ｂ）に示すように、平行投影による表
示を示すサブ描画ウィンドウ５１２が開かれて、視点領
域形状５４内の物体５６がこの形状に従った属性を持つ
平行投影法でウィンドウ中に表示される。以後、視点位
置形状５２の移動操作に追従して、２方向を見た２種類
の投影方法による表示が、それぞれのサブ描画ウィンド
ウにリアルタイムに表示される。

【００３９】この例では、真反対に平行投影の属性機能
を追加したが、視点位置形状を構成する面ならどこへで
も接続可能である。例えば、図５（ａ）の画面中、中心
投影の視点領域形状５３の接続されている同一の位置・
方向へ平行投影の視点領域形状５４を追加することもで
きる。この場合は、同一位置・方向からみた、違う表示
方法の景観を操作者は見ることができるようになる。

【００４０】図６では、映像録画機能を視点機能に追加
する例を示している。図６（ａ）及び図６（ｂ）の画面
では、３次元カーソル６１で選択した映像録画機能を視
覚化した３次元形状６２（映像録画機能を操作者が類推
しやすいようにビデオデッキをイメージした形状を採
用）を視点位置形状６３へ移動・接続した状態を示して
いる。この後は、この視点機能で見る全ての映像が記録
可能となる。

【００４１】図７及び図８を用いて、光源機能属性の変
換・追加操作についての実施例を述べる。図７では、点
光源の場合を例として、その光源色と光源強度の違う属
性を交換する場合を示している。機能属性交換要求を指
定した後に、図７（ａ）の画面に示すように、３次元カ
ーソル７１で、交換したい点光源の属性を表現した光源
領域形状７４を選択し、矢印７ａ１のように点光源の光
源種位置形状７２を中心とする位置へ移動する。属性形
状の交換可能な位置に光源領域形状７４が移動したとき
に、新しい光源領域形状７４が以前の光源領域形状７３
と変換され、７ｂの画面に示すように、新しい光源領域
形状７３が光源種位置形状７２を中心とした位置に配置
され、以前の光源領域形状７３が３次元カーソル７１に
接続されて移動される。

【００４２】これと同時に、新しい光源領域形状に従っ
た光源属性が計算され、図７（ｂ）の画面に示すように
色の変化した光源強度の低い点光源の景観が表示され
る。

【００４３】図８では、スポット光源機能に、色をペイ
ントする機能を追加する場合の例を示している。図８
（ａ）に示すように、３次元カーソル８１でペイント機
能を表現した３次元形状８２（この機能を操作者が類推
しやすいようにスプレーペイントの形状を採用）を選択
し、矢印８ａ１のように移動させる。そして、図８
（ｂ）に示すように、点光源の光源種位置形状８３にペ
イント形状８２を接続すると、スポット光源機能にペイ
ントの機能が追加され、図８（ｃ）に示すように、スポ
ット光源の形状を移動させても、このスポット光で照射
していた領域の光源特性表示８４が残留する。

【００４４】次に、図１を参照しながら本実施例の構成
と動作を説明する。図１において、各ブロックは処理手
段を示し、線と矢印はデータや信号の流れを示す。ま
ず、構成について述べる。図中、１は３次元位置方向制
御装置やキーボードからの空間情報やボタン情報を入力
する入力装置制御手段、２は３次元位置方向制御装置か
らのデータを基にシステムで取り扱っている３次元仮想
空間座標系の空間位置・方向データに変換する３次元座
標系位置・方向変更手段、３は３次元座標系位置・方向
変更手段２からのデータを基に３次元カーソルの新しい
移動位置を計算し、旧データを更新するカーソル移動位
置方向計算手段、４は３次元カーソルの形状を記録した
り、カーソル移動位置方向計算手段からのデータを更新
記録するカーソル形状位置記録手段、５は入力装置制御
手段との関係により操作者からの対象選択／分離指示や
属性追加／交換指示等の命令を判別して適切な処理手段
を実行する命令判別・実行処理手段、６はカーソル移動
位置方向計算手段３からの要求によってカーソル形状位
置記録手段４や各対象形状の位置データの記録してある
各対象物の形状位置記録手段１３、１６、１９からのデ
ータを基に３次元カーソルと各対象物との接触計算を行
う対象選択位置計算処理手段、７は対象選択位置計算処
理手段６からの３次元カーソルと対象物との接触の有無
情報や選択対象物識別番号及び操作対象制御手段８から
の対象物の選択状態や属性変更操作時の選択可能対象物
の識別番号を記録する選択状態対象物記録手段、８は命
令判別・実行処理手段５からの対象選択または分離要求
に従って選択状態対象物記録手段７からのデータを基に
接触対象物の選択移動処理や分離処理を実行する対象選
択分離処理手段９の制御を行ったり、対象の選択・分離
状態と選択された対象物の識別番号を選択状態対象物記
録手段７へ記録したり、操作対象属性変更処理手段１０
からの指示によって選択できる対象を制限したりする選
択対象制御手段、９は操作対象制御手段８との関係によ
りカーソル形状位置記録手段４や各対象物の形状位置記
録手段１３、１６、１９からのデータを基に選択対象物
を３次元仮想空間中で３次元カーソルに追従させて移動
させたり、３次元カーソルと選択中の対象物を分離・配
置させる処理を行う対象選択分離処理手段、１０は命令
判別・実行処理手段５からの属性の追加・交換要求と共
に渡される属性の変更を希望する物体、視点機能、光源
機能等の属性変更分類識別番号により、各表現制御手段
１１、１４、１７や追加交換属性管理記録手段１０１や
対象物間距離角度計算手段１０２の関係から、属性の追
加・交換処理を行う操作対象属性変更処理手段、１０１
は物体、視点機能、光源機能等の対象分類別に追加及び
交換可能な属性の識別番号を記録したり、属性の追加ま
たは交換時の適合性を示したテーブルを管理記録する追
加交換属性管理記録手段、１０２は指定された２つの対
象物間の距離・角度を計算する対象物間距離角度計算処
理手段、１１は操作対象属性変更処理手段１０からの要
求により物体属性記録手段１２や物体形状位置記録手段
１３や表示生成手段２０との関係から対象となっている
物体の形状データの一部を指定された属性形状データと
交換したり、対象となっている物体に指定された属性形
状データを結合したり、この形状の変化に伴う属性値変
更を行ったり、追加・交換される属性形状データ群を含
めた物体の表示・非表示を制御したりする物体表現制御
手段、１２は物体表現制御手段１１との関係により各物
体の色、材質感等の属性値を更新記録する物体属性記録
手段、１３は対象選択位置計算処理手段６や対象選択分
離処理手段９や物体表現制御手段１１との関係により物
体及びこの物体に交換・追加可能な属性の形状データや
空間位置データを更新記録する物体形状位置記録手段、
１４は操作対象属性変更処理手段１０からの要求により
視点機能属性記録手段１５や視点機能形状位置記録手段
１６や表示生成手段２０との関係から対象となっている
視点機能を表現した形状データの一部を指定された属性
形状データと交換したり、現行の視点機能形状データに
指定された属性形状データを結合したり、これらの形状
変化に伴う属性値を変更したり、追加・交換される属性
形状データ群を含めた視点機能の表示・非表示を制御し
たりする視点機能表現制御手段、１５は視点機能表現制
御手段１４との関係により視野角度や視野領域等の属性
値を更新記録する視点機能属性記録手段、１６は対象選
択位置計算処理手段６や対象選択分離処理手段９や視点
機能表現制御手段１４との関係により視点機能や視点機
能に追加・変更可能な属性を表現する形状データや空間
位置データを更新記録する視点機能形状位置記録手段、
１７は操作対象属性変更処理手段１０からの要求により
光源機能属性記録手段１８や光源機能形状位置記録手段
１９や表示生成手段２０との関係から対象となっている
光源機能を表現した形状データの一部を指定された属性
形状データと交換したり、現行の光源機能形状データに
指定された属性形状データを結合したり、これらの形状
変化に伴う属性値を変更したり、追加・交換される属性
形状データ群を含めた光源機能の表示・非表示を制御し
たりする光源機能表現制御手段、１８は光源機能表現制
御手段１７との関係により光源色や光源強度等の属性値
を更新記録する光源機能属性記録手段、１９は対象選択
位置計算処理手段６や対象選択分離処理手段９や光源機
能表現制御手段１７との関係により光源機能や光源機能
に追加・変更可能な属性を表現する形状データや空間位
置データを更新記録する光源機能形状位置記録手段、２
０はカーソル形状位置記録手段４と物体表現制御手段８
と視点機能表現制御手段１４と光源機能表現制御手段１
７からのデータを基に視点計算・光源計算を行い３次元
カーソルを含めた全対象物を表示装置に描画する表示生
成手段である。

【００４５】次に、各構成間の動作について述べる。操
作者は３次元位置方向入力装置やキーボード等の入力装
置を操作することにより３次元カーソルを移動するため
に必要な３次元位置・方向データや、３次元カーソルで
対象物を選択移動したり、分離・配置する指示及び属性
変更のための追加・交換指示を入力する。入力装置制御
手段１は、操作者の入力した３次元位置・方向データや
種々の指示情報を入力装置から読み取り、３次元位置・
方向データを３次元座標系位置・方向変更手段２へ、指
示情報を命令判別・実行処理手段５へ渡す。

【００４６】３次元座標系位置・方向変更手段２では、
３次元位置方向入力装置からの３次元位置・方向データ
を本実施例のシステムで取り扱っている論理的な３次元
仮想空間座標値に変換する。カーソル移動位置方向計算
手段３では、３次元座標系位置・方向変更手段２で変換
された位置・方向データを基に、新しい３次元カーソル
の空間位置を計算すると共に、カーソル形状位置記録手
段４に記録されている３次元カーソルの位置データを更
新する。

【００４７】この後に、カーソル移動位置方向計算手段
３は、対象選択位置計算処理手段６を起動する。対象選
択位置計算処理手段６では、カーソル形状位置記録手段
４からの３次元カーソルの現行の空間位置データと各対
象物の形状位置記録手段１３、１６、１９から３次元仮
想空間中の全対象物の形状位置データを基に３次元カー
ソルと全対象物との接触計算を行う。この計算の結果、
接触の有無や接触している対象物の識別番号を選択状態
対象物記録手段７へ記録する。

【００４８】操作対象制御手段８では、命令判別・実行
処理手段５からの３次元カーソルと対象物との選択指示
や選択解除指示を受けると選択状態対象物記録手段７か
らの情報を基に、３次元カーソルによる対象物間の操作
状態の判定を行い、これら情報を選択状態対象物記録手
段７へ記録すると共に、対象選択分離処理手段９に対象
の選択または分離処理を要求する。

【００４９】また、属性の追加・交換時には、操作対象
属性変更処理手段１０から渡される選択可能な対象物形
状の識別番号を選択状態対象物へ記録し、この対象以外
の選択・移動処理を無効としたり、指定された対象物を
現在移動中の対象物と変更したりする。

【００５０】対象選択分離処理手段９では、操作対象制
御手段８から出力される要求及び指定対象物識別番号に
従い、３次元カーソルと指定対象物の位置関係を保持し
た指定対象物の移動を行なったり、３次元カーソルと指
定対象物とを分離・配置させるために、カーソル形状位
置記録手段４から３次元カーソルの位置データを、各形
状位置記録手段１３、１６または１９の中から指定され
た対象物の形状位置データを読み込んで、３次元幾何計
算を行った後に指定対象物の形状位置データを更新す
る。

【００５１】操作対象属性変更処理手段１０では、命令
判別・実行処理手段５から属性の追加または交換要求と
共に渡されるこの要求の対象となる物体、視点機能、光
源機能等の対象物分類識別番号を受け取ると、まず、追
加交換属性管理記録手段１０１に指定対象物分類別に管
理されている追加または交換可能な属性の識別番号群を
取り出して、この識別番号に対応した属性形状を指定対
象物分類識別番号の示す表現制御手段に要求を出して画
面に表示する。これと同時に、操作対象制御手段８に選
択可能な対象は追加交換属性管理記録手段１０１から抽
出した属性形状のみとすることを通知する。この後に、
物体形状位置記録手段１３や視点機能形状位置記録手段
１６や光源機能形状位置記録手段１９からの対象物の形
状位置データを基に、操作対象制御手段８により選択移
動されている属性形状と画面に表示されている全対象物
との位置関係を対象物間距離角度計算手段１０２を用い
て計算する。

【００５２】この計算の結果、任意の対象物と属性形状
が接触、または追加・交換可能な位置関係にあると判断
した場合、次に、その対象物と属性形状との追加・交換
適合性を追加交換属性管理記録手段１０１に記録してあ
る対象・属性間の適合性データを基に判別する。適合性
が確定された場合は、対象の存在する表現制御手段に要
求を出して属性形状及び属性値の追加または交換処理を
行う。

【００５３】物体表現制御手段１１では、操作対象属性
変更処理手段１０からの要求により、物体形状位置記録
手段１３中の物体の形状データとその属性を表現した形
状データとの追加または交換処理のために各形状の位置
データを更新したり、この属性形状の変更に従って物体
属性記録手段１２中の指定物体の属性値を更新したりす
る。また、現行で表示すべき物体を判断し、その物体の
形状を表示するために必要な属性データや形状位置デー
タを物体属性記録手段１２や物体形状位置記録手段１３
から読み込んで表示生成手段２０へ渡す。

【００５４】視点機能表現制御手段１４では、操作対象
属性変更処理手段１０からの要求により、視点機能形状
位置記録手段１６中の視点機能の形状データとその属性
を表現した形状データとの追加または交換処理のために
各形状の位置データを更新したり、この属性形状の変更
に従って視点機能属性記録手段１５中の属性値を更新し
たりする。また、現行アクティブな視点機能の属性を判
断し、その視点機能の形状表示及び視点計算処理を行う
ために必要な視点機能の属性データや形状位置データを
視点機能属性記録手段１５や視点機能形状位置記録手段
１６から読み込んで表示生成手段２０へ渡す。

【００５５】光源機能表現制御手段１７では、操作対象
属性変更処理手段１０からの要求により、光源機能形状
位置記録手段１９中の光源機能の形状データとその属性
形状データとの追加または交換処理のために各形状の位
置データを更新したり、この属性形状の変更に従って光
源機能属性記録手段１８中の属性値を更新したりする。
また、現行アクティブな光源種と属性を判断し、それら
光源機能の形状表示及び光源計算処理を行うために必要
な各光源機能の属性データや形状位置データを光源機能
属性記録手段１８や光源機能形状位置記録手段１９から
読み出して表示生成手段２０へ渡す。

【００５６】表示生成手段２０では、カーソル形状位置
記録手段４と物体表現制御手段１１と視点機能表現制御
手段１４と光源機能表現制御手段１７からの各種データ
を基に視点計算、光源計算処理を行い、３次元カーソル
を含めた全ての対象物を表示装置に描画する。

【００５７】以上本実施例によれば視点・光源機能の空
間直接操作システムで視点機能や光源機能の属性を操作
者に視覚的に３次元形状で提示できると共に、物体の操
作と同様に視点や光源機能の形状の任意箇所を仮想空間
内で直接、選択し移動するという簡単かつ一貫した操作
で、しかも操作対象の切り替え指定無しにいつでも任意
の対象物を選択することができる。また、視点機能形状
や光源機能形状の空間操作に対応した各機能効果もリア
ルタイムに表示することが可能となる。更に、メニュー
等から数値や記号を入力するのではなく、追加または交
換可能な属性を視覚化した形状を３次元仮想空間内で直
接的に操作して、属性を変更したい視点機能や光源機能
の形状の任意箇所に結合したり、任意の属性形状部分を
交換したりすることによって、その属性値を変更するこ
とができる。これらの機能により、従来の視点機能や光
源機能の操作をサポートした３次元情報処理システムに
比べると、操作者は３次元仮想空間中での視点機能や光
源機能の属性内容、及び機能と対象物との間の空間的位
置関係を直観的に把握できるようになり、自分の意図す
る位置・方向へ各機能を容易かつ迅速に操作できるよう
になる。また、操作者は、属性変更結果を予測しにくい
数値や記号で属性値を変更すること無しに、属性の視覚
化した形状を直に結合・交換操作することによって、視
覚的に属性値を変更できるために、直観的かつ容易な機
能の属性変更が可能となる。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば３次元情報処理システムで視点機能や光源機能の
操作に必要な属性を３次元形状として操作者に視覚的に
表現でき、その形状の任意箇所を３次元仮想空間内で直
接的に選択・移動できる。また、この操作に追従してイ
ンターラクティブに各操作機能の効果が表示されるため
に、３次元仮想空間中で、視点機能や光源機能の属性や
対象物とこれら機能との間の空間的位置関係を直観的に
把握できるようになり、操作者は日常的に実世界でビデ
オ等の視覚装置やランプ等の照明装置を操作するよう
に、視点機能や光源機能を自分の意図する位置・方向へ
容易かつ迅速に操作できるようになる。

【００５９】更に、操作者は属性変更結果を予測しにく
い数値や記号で入力しなくても、直に属性を視覚化した
形状どうしを結合・交換することができるために、直観
的かつ容易な属性変更も行うことができる。

【００６０】これにより、操作者は、頭の中のイメージ
する画像シーンや光源シーンを容易に作り出せるように
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例における視点・光源機能の
属性追加変換直接操作システムの構成を示すブロック図

【図２】 本発明の一実施例におけるシステムの装置構
成図と表示画面図

【図３】 本発明の一実施例における代表的な操作画面
図

【図４】 本発明の一実施例における視点機能の視野領
域属性の交換操作画面図

【図５】 本発明の一実施例における視点機能の視野領
域属性の追加操作画面図

【図６】 本発明の一実施例における視点機能の映像録
画属性の追加操作画面図

【図７】 本発明の一実施例における光源機能の光源領
域属性の交換操作画面図

【図８】 本発明の一実施例における光源機能へのペイ
ント機能属性の追加操作画面図

【図９】 従来の実施例における装置構成図と表示画面
図

【図１０】 従来の実施例における視点機能の操作画面
図

【図１１】 従来の実施例における光源機能の操作画面
図

【図１２】 従来の実施例のシステム構成を示すブロッ
ク図

【符号の説明】

１ 入力装置制御手段 ２ ３次元座標系位置・方向変更手段 ３ カーソル移動位置方向計算手段 ４ カーソル形状位置記録手段 ５ 命令判別・実行処理手段 ６ 対象選択位置計算処理手段 ７ 選択状態対象物記録手段 ８ 操作対象制御手段 ９ 対象選択分離処理手段 １０ 操作対象属性変更処理手段 １０１ 追加交換属性管理記録手段 １０２ 対象物間距離角度計算手段 １１ 物体表現制御手段 １２ 物体属性記録手段 １３ 物体形状位置記録手段 １４ 視点機能表現制御手段 １５ 視点機能属性記録手段 １６ 視点機能形状位置記録手段 １７ 光源機能表現制御手段 １８ 光源機能属性記録手段 １９ 光源機能形状位置記録手段 ２０ 表示生成部 ２１ ３次元位置方向入力装置 ２２ ３次元原点指定部 ２３ ３次元位置方向制御装置 ２４ キーボード ２５ グラフィックス・コンピュータ ２６ グラフィックス表示装置 ２ａ１ ３次元カーソル ２ａ２ 立方体 ２ａ３ 四面体 ２ａ４ 視点位置形状 ２ａ５ 光源種位置形状 ２ａ６ 描画ウィンドウ ２ａ７ メイン描画ウィンドウ ２ａ８ 視点領域形状 ２ａ９ 光源領域形状 ３ｂ１ 軌跡 ３ｃ１ 軌跡 ３０ ３次元位置方向入力装置 ３１ ３次元カーソル ３２ 視点位置形状 ３３ 視点領域形状 ３４ 光源種位置形状 ３５ 光源領域形状 ３６ 立方体 ３７ 四面体 ３８ ３角柱体 ３１０ メイン描画ウィンドウ ３１１ サブ描画ウィンドウ ４ａ１ 道程 ４１ ３次元カーソル ４２ 視点位置形状 ４３ 形状例 ４４ 形状例 ４５ 魚眼表示属性の形状例 ４１０ メイン描画ウィンドウ ４１１ サブ描画ウィンドウ ５ａ１ 道程 ５１ ３次元カーソル ５２ 視点位置形状 ５３ 視点領域形状例 ５４ 平行投影表示属性の形状 ５５ 立方体 ５６ 三角柱体 ５１０ メイン描画ウィンドウ ５１１ サブ描画ウィンドウ ５１２ サブ描画ウィンドウ ６１ ３次元カーソル ６２ ３次元形状 ６３ 視点位置形状 ７ａ１ 道程 ７１ ３次元カーソル ７２ 光源種位置形状 ７３ 光源領域形状 ８ａ１ 道程 ８１ ３次元カーソル ８２ ペイント機能属性の３次元形状 ８３ 光源種位置形状 ８４ ペイント機能で残留している領域 ９１ 表示装置 ９２ ２次元入力装置 ９３ キーボード ９４ 操作者 ９５ 表示スクリーン ９６ ２次元カーソル ９７ メニュー領域 ９８ 物体操作指示メニュー例 ９９ 視点操作指示メニュー ９１０ 光源操作指示メニュー ９１１ 階層メニュー領域 １０１ 表示画面 １０２ メイン描画ウィンドウ １０３ 視点機能を表現した形状 １０４ サブ描画ウィンドウ １０５ メニュー項目例 １１ａ１ 表示スクリーン １１ａ２ 描画ウィンドウ １１ａ３ 平行光源を表現した形状 １１ａ１１ 階層メニュー領域 １１ｂ１ 点光源を表現した形状 １１ｃ１ スポット光源を表現した形状 １２１ 入力装置制御手段 １２２ 画面座標系変換処理手段 １２３ 命令判別・実行処理手段 １２４ 操作対象切り替え処理手段 １２５ 操作対象物記録手段 １２６ 操作対象制御手段 １２７ ３次元座標系位置・方向計算処理手段 １２８ 操作対象属性変更処理手段 １２９ 視点移動位置方向計算手段 １２１０ 視点形状・属性記録手段 １２１１ 物体移動位置方向計算手段 １２１２ 物体形状・属性記録手段 １２１３ 光源移動位置方向計算手段 １２１４ 光源形状・属性記録手段 １２１５ 表示生成手段 １２１６ カーソル描画手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空間情報及び命令を入力する入力装置制
   御手段と、前記入力制御手段からのデータを基に次元仮
   想空間座標系の空間位置・方向データに変換する３次元
   座標系位置・方向変更手段と、前記３次元座標系位置・
   方向変更手段からのデータを基に３次元カーソルの新し
   い移動位置を計算し旧データを更新するカーソル移動位
   置方向計算手段と、３次元カーソルの形状を記録し前記
   カーソル移動位置方向計算手段からのデータを更新記録
   するカーソル形状位置記録手段と、前記入力装置制御手
   段からの命令を判別し処理手段を実行する命令判別・実
   行処理手段と、前記カーソル移動位置方向計算手段から
   の要求によって前記カーソル形状位置記録手段及び各対
   象形状の位置データの記録してある物体形状位置記録手
   段、視点機能形状位置記録手段、光源機能形状位置記録
   手段からのデータを基に３次元カーソルと各対象物との
   接触計算を行う対象選択位置計算処理手段と、前記対象
   選択位置計算処理手段からの３次元カーソルと対象物と
   の接触の有無情報と選択対象物識別番号及び操作対象制
   御手段からの対象物の選択状態及び属性変更操作時の選
   択可能対象物の識別番号を記録する選択状態対象物記録
   手段と、前記命令判別・実行処理手段からの指示に従っ
   て前記選択状態対象物記録手段からのデータを基に接触
   対象物の選択移動処理と分離処理を実行する対象選択分
   離処理手段の制御を行とともに、対象の選択・分離状態
   と選択された対象物の識別番号を判断し前記選択状態対
   象物記録手段へ記録し、操作対象属性変更処理手段から
   の指示によって選択できる対象を制限する選択対象制御
   手段と、前記操作対象制御手段との関係により前記カー
   ソル形状位置記録手段と物体形状位置記録手段と視点機
   能形状位置記録手段と光源機能形状位置記録手段からの
   データを基に選択対象物を３次元仮想空間中で３次元カ
   ーソルに追従させて移動させ、３次元カーソルと選択中
   の対象物を分離・配置させる処理を行う対象選択分離処
   理手段と、前記命令判別・実行処理手段からの属性の追
   加・交換要求と共に渡される属性の変更を希望する物体
   及び視点機能及び光源機能の属性変更分類識別番号によ
   り、物体表現制御手段と視点機能表現制御手段と光源機
   能表現制御手段と追加交換属性管理記録手段と対象物間
   距離角度計算手段の関係から属性の追加・交換処理を行
   う操作対象属性変更処理手段と、物体及び視点機能及び
   光源機能の対象分類別に追加及び交換可能な属性の識別
   番号を記録し、属性の追加及び交換時の適合性を示した
   テーブルを管理記録する追加交換属性管理記録手段と、
   指定された２つの対象物間の距離・角度を計算する対象
   物間距離角度計算処理手段と、前記操作対象属性変更処
   理手段からの要求により物体属性記録手段と物体形状位
   置記録手段と表示生成手段との関係から対象となってい
   る物体の形状データの一部の指定された属性形状データ
   との交換及び、対象となっている物体に指定された属性
   形状データのを結合及び、形状の変化に伴う属性値変更
   及び、追加・交換される属性形状データ群を含めた物体
   の表示・非表示を制御する物体表現制御手段と、前記物
   体表現制御手段との関係により各物体の属性値を更新記
   録する物体属性記録手段と、前記対象選択位置計算処理
   手段と前記対象選択分離処理手段と前記物体表現制御手
   段との関係により物体及びこの物体に交換・追加可能な
   属性の形状データや空間位置データを更新記録する物体
   形状位置記録手段と、前記操作対象属性変更処理手段か
   らの要求により視点機能属性記録手段と視点機能形状位
   置記録手段と表示生成手段との関係から対象となってい
   る視点機能を表現した形状データの一部の指定された属
   性形状データとの交換及び現行の視点機能形状データに
   指定された属性形状データの結合及び形状変化に伴う属
   性値の変更及び、追加・交換される属性形状データ群を
   含めた視点機能の表示・非表示を制御する視点機能表現
   制御手段と、前記視点機能表現制御手段との関係により
   視野角度や視野領域等の属性値を更新記録する視点機能
   属性記録手段と、前記対象選択位置計算処理手段と前記
   対象選択分離処理手段と前記視点機能表現制御手段との
   関係により視点機能及び視点機能に追加・変更可能な属
   性を表現する形状データ及び空間位置データを更新記録
   する視点機能形状位置記録手段と、前記操作対象属性変
   更処理手段からの要求により光源機能属性記録手段と光
   源機能形状位置記録手段と表示生成手段との関係から対
   象となっている光源機能を表現した形状データの一部の
   指定された属性形状データとの交換、及び現行の光源機
   能形状データに指定された属性形状データの結合、及び
   形状変化に伴う属性値を変更し、追加・交換される属性
   形状データ群を含めた光源機能の表示・非表示を制御す
   る光源機能表現制御手段と、前記光源機能表現制御手段
   との関係により光源機能の属性値を更新記録する光源機
   能属性記録手段と、前記対象選択位置計算処理手段と前
   記対象選択分離処理手段と前記光源機能表現制御手段と
   の関係により光源機能及び光源機能に追加・変更可能な
   属性を表現する形状データと空間位置データを更新記録
   する光源機能形状位置記録手段と、前記カーソル形状位
   置記録手段と前記物体表現制御手段と前記視点機能表現
   制御手段と前記光源機能表現制御手段からのデータを基
   に視点計算・光源計算を行い３次元カーソルを含めた全
   対象物を表示装置に描画する表示生成手段とからなる視
   点・光源機能の属性追加交換直接操作システム。
2. 【請求項２】 対象選択分離処理手段がカーソル形状位
   置記録手段と前記物体形状位置記録手段と視点機能形状
   位置記録手段と光源機能形状位置記録手段からのデータ
   を基に、３次元カーソルで選択した対象物の属性を視覚
   化した３次元図形の任意位置を基準点として操作するこ
   と特徴とする請求項１記載の視点・光源機能の属性追加
   変換直接操作システム。
3. 【請求項３】 操作対象制御手段により選択状態対象物
   記録手段からのデータを基に、画面中に３次元図形とし
   て表示された物体と視点と光源機能を含む異なる種類の
   対象物を直接選択・移動することを特徴とする請求項１
   記載の視点・光源機能の属性追加変換直接操作システ
   ム。
4. 【請求項４】 操作対象属性変更処理手段が物体表現制
   御手段と視点機能表現制御手段と光源機能表現制御手段
   と操作対象制御手段と追加交換属性管理記録手段と対象
   物間距離角度計算手段との関係より、３次元仮想空間中
   に存在する対象物の属性を視覚化した３次元図形どうし
   を直接、３次元カーソルを用いて追加及び交換すること
   により属性値を変更することを特徴とする請求項１記載
   の視点・光源機能の属性追加変換直接操作システム。
5. 【請求項５】 視点機能の属性を３次元図形で表現する
   ことを特徴する請求項１記載の視点・光源機能の属性追
   加変換直接操作システム。
6. 【請求項６】 光源機能の属性を３次元図形で表現する
   ことを特徴する請求項１記載の視点・光源機能の属性追
   加変換直接操作システム。