JPH06250777A - ３次元位置指示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２次元の座標入力装置と図面表示出力装置に
よる対話的な３次元座標入力が可能な３次元位置指示装
置を提供する。 【構成】 任意の方向における３次元の物体形状を表示
する図面表示装置１１と、所定の方法により位置の座標
を入力する座標入力装置１３と、座標入力装置１３で入
力された位置座標に基づいて図面表示装置１１に表示さ
れるポインタと、図面表示装置１１上で３次元の物体形
状の任意の位置を示すカーソルと、ポインタに基づいて
カーソルの位置を制御するコントローラ１２とを備えて
おり、座標入力装置１３を用いて形状入力する際にカー
ソルの位置に対応する３次元の座標を入力できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、座標入力装置及び表示
装置を用いて対話的に３次元座標を入力できる計算機援
用設計（ＣＡＤ）用の３次元位置指示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、モニタディスプレイなどの対話的
に作業するための出力機器が２次元しか表現できないた
め、十字型のカーソルといった２次元の表現で行ってい
た。これは、画素上に表示される座標入力装置の動作に
追従して動くポインタと同一の位置に交点がくるように
描かれる。

【０００３】十字カーソルは平面での表現でしかないの
で画面に表示された３次元の図形に対し、２次元的に図
形を選択したり、座標を指示することが可能。

【０００４】次に、図９から図１１を参照して従来の十
字カーソル、特にＸＹ平面に平行な線分ＡＢを入力する
十字カーソルの形成方法を説明する。

【０００５】まず、キーボード又はマウスなどからそれ
ぞれ入力し、図９に示すように、アプリケーションの手
順に従い既に用意された３面図の中からＸＹ平面を選択
して作業するための画面に表示し、Ｚ軸の座標を決定す
るためにキーボード又は画面上の別のビュー上より入力
し、図１０に示すように点Ａを画面上で指示し、図１１
に示すように、点Ｂを画面上で指示する。

【０００６】このときの座標値は、選択したＸＹ平面が
ローカルな座標系の場合には、ローカル座標値を返し、
選択したＸＹ平面がシステムの絶対座標系の場合には、
絶対座標値を返すように構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の十字カーソルは、２次元の表現方法しか持たな
いので「奥行き」の認識ができず、そのため作業は一定
の視点からは行えず、３面図などの複数の視点を頼りに
３次元座標を入力及び認識しなければならないという問
題点があった。

【０００８】本発明の目的は、２次元の座標入力装置及
び表示装置による対話的な３次元座標入力が可能な計算
機援用設計用の３次元位置指示装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、任意の
方向における３次元の物体形状を表示する表示手段と、
所定の方法により位置の座標を入力する座標入力手段
と、座標入力手段で入力された位置座標に基づいて表示
手段に表示されるポインタと、表示手段上で３次元の物
体形状の任意の位置を示すカーソルと、ポインタに基づ
いてカーソルの位置を制御する制御手段とを備えてお
り、座標入力手段を用いて形状入力する際にカーソルの
位置に対応する３次元の座標を入力できる３次元位置指
示装置によって達成される。

【００１０】

【作用】本発明の３次元位置指示装置では、表示手段は
任意の方向における３次元の物体形状を表示し、座標入
力手段は所定の方法により位置の座標を入力し、ポイン
タは座標入力手段で入力された位置座標に基づいて表示
手段に表示され、カーソルは表示手段上で３次元の物体
形状の任意の位置を示し、制御手段はポインタに基づい
てカーソルの位置を制御し、座標入力手段を用いて形状
入力する際にカーソルの位置に対応する三次元の座標を
入力できる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の３次元位置指
示装置の実施例を詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明の３次元位置指示装置の一
実施例の構成を示すブロック図である。

【００１３】図１の３次元位置指示装置は、３次元の物
体形状、カーソル及びポインタを画像表示部上に表示す
る表示手段である図形表示装置１１、図形表示装置１１
に接続された制御手段であるコントローラ１２、コント
ローラ１２に接続された座標入力手段である座標入力装
置１３、コントローラ１２に接続された中央処理装置
（ＣＰＵ）１４、コントローラ１２に接続された記憶装
置１５、及びコントローラ１２に接続された補助記憶装
置１６によって構成されている。

【００１４】次に、図２のフローチャートを参照して、
図１の３次元位置指示装置の動作を説明する。

【００１５】まず、グラフィック・ディスプレイなどの
図面表示装置１１を見ながらマウスなどの座標入力装置
１３により２次元座標データを入力し（ステップＳ
１）、入力された２次元座標値に基づいて動作平面上に
相当する３次元座標値を計算し（ステップＳ２）、得ら
れた３次元座標値によって３次元カーソルのグラフィッ
ク・データを作成し（ステップＳ３）、図形表示装置１
１に、基準面を表示せずに、３次元カーソル及びグリッ
ドなどを表示する（ステップＳ４）。

【００１６】上記座標入力装置１３は、２次元の座標デ
ータ、例えば直交座標系ではｘ座標値及びｙ座標値など
のように２つの異なる座標軸の値を入力できるように構
成されている。そして、コントローラ１２を介して、座
標入力装置１３により入力された座標値に対応するよう
に、カーソルやポインタの位置が表示装置１１の画像表
示部上に表示される。

【００１７】上記記憶装置１５及び補助記憶装置１６
は、上述した２次元座標データや３次元カーソルのグラ
フィク・データを記憶するように構成されており、これ
らのデータは、ＣＰＵ１４を介してコントローラ１２に
よって図形表示装置１１に出力される。

【００１８】しかしながら、２次元の座標入力装置から
３次元の情報を得るのは不可能なので、本発明の３次元
位置指示装置では３次元カーソルを下記の規則にしたが
って動作するように設定する（図３参照）。

【００１９】（１）３次元座標空間内の任意の平面（以
下、基準面と呼ぶ）に平行または垂直に動く。また、基
準面に平行で３次元カーソルの指示点を含む平面を動作
平面と呼ぶ。

【００２０】（２）基準面は複数用意できるが、３次元
カーソルは基準面を選択することによって常に１対１の
関係を保つ。

【００２１】（３）３次元カーソルは常に対話的に指示
された視線と動作平面との交点座標を指示する。つま
り、座標入力装置１３によるポインタの位置に追従して
動く。

【００２２】次に、３次元カーソルの形態を下記のよう
に設定する（図４参照）。

【００２３】（４）従来の十字カーソルとの融和を考え
て、動作平面及び基準面上に十字カーソルを描く。

【００２４】（５）２つの十字カーソルの対応する端点
及び交点を線分で結ぶ。

【００２５】（６）動作平面を強調するため、動作平面
上の線分は実線にするか、または線幅を増やし、それ以
外の線分は破線などにする。

【００２６】上述した規則に従って座標を算出し、描画
することで容易に３次元座標の入力、認識が可能とな
る。

【００２７】次に、本実施例の３次元指示装置を、ＸＹ
平面に平行な線分ＡＢを入力する場合について説明す
る。

【００２８】まず、アプリケーションの手順に従い、既
に用意されている基準面、または新たにＸＹ平面に平行
な基準面を作成して選択する（ステップＴ１）。

【００２９】このとき図５に示すように、Ｚ座標値を考
慮して、基準面より適切な距離に動作平面を設定してお
く。即ち、基準面から動作平面を「ずらす」。

【００３０】次に、図６に示すように、点Ａを画面上で
指示し（ステップＴ２）、図７に示すように、点Ｂを画
面上で指示する（ステップＴ３）。

【００３１】このときの座標値は、常に基準面に対する
ローカルな座標値として扱われるが、関数によってロー
カルな座標値や、グローバルな座標値を得ることが可能
である。また、基準面のグリッドによるグリッド処理に
も対応している。

【００３２】上述した処理では座標系に対して斜めから
見た画面を使用できるので、３面図は必要ない。

【００３３】次に、Ｃ言語プログラムで構成した本発明
の３次元指示装置の一実施例を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１のプログラムでは、 ＮＡＭＥ ：名前 ｉｄ ：ＩＤ番号 ｘ，ｙ，ｚ ：座標値 Ｒ，Ｇ，Ｂ ：色（ＲＧＢ値） ｌｅｇ ：基準面と動作平面を結ぶ垂線の
有無 ｓｎａｐ ：グリッド処理の有無 ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ：ナビゲーション処理の有無 ｓｅｌｅｃｔ ：ナビゲーション処理の種類 ｌｉｍｉｔ ：入力可能範囲の可、不可 ｍｏｄｅ ：動作方向（動作平面に対して平
行、垂直など） ｆｏｃｕｓ ：基準平面の種類（複数の種類が
存在可能）及びポインタ ｂａｓｅ ：ローカルｋ座標系の原点及び回
転角度 ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ：選択可能範囲 をそれぞれ表す。

【００３６】図８は、図１の３次元位置指示装置でパー
スペクティブをつけて表示した画面の一例を示す説明図
である。

【００３７】上述したプログラムを実行することによ
り、斜めから見た画面一つから３次元座標を対話的に指
示することができると共に、３面図上では従来と変わり
のない十字カーソルとして見えるので、作業者に違和感
を与えることもない。

【００３８】

【発明の効果】本発明の３次元位置指示装置は、任意の
方向における３次元の物体形状を表示する表示手段と、
所定の方法により位置の座標を入力する座標入力手段
と、座標入力手段で入力された位置座標に基づいて表示
手段に表示されるポインタと、表示手段上で３次元の物
体形状の任意の位置を示すカーソルと、ポインタに基づ
いてカーソルの位置を制御する制御手段とを備えてお
り、座標入力手段を用いて形状入力する際にカーソルの
位置に対応する３次元の座標を入力できるので、斜めか
ら見た画面一つから３三次元座標を対話的に指示するこ
とができ、その結果、３面図を用いなくても正確な座標
入力が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の３次元位置指示装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。

【図２】図１の３次元位置指示装置の動作を説明するた
めのフローチャートである。

【図３】図１の３次元位置指示装置における３次元カー
ソルの動作規則の説明図である。

【図４】図１の３次元位置指示装置における３次元カー
ソルの表現方法の説明図である。

【図５】図１の３次元位置指示装置で３次元カーソルを
表示した画面の一例を示す説明図である。

【図６】図１の３次元位置指示装置で３次元カーソルを
使用して点Ａを入力する画面の一例を示す説明図であ
る。

【図７】図１の３次元位置指示装置で３次元カーソルを
使用して点Ｂを入力する画面の一例を示す説明図であ
る。

【図８】図１の３次元位置指示装置でパースペクティブ
をつけて表示した画面の一例を示す説明図である。

【図９】従来の方法によるＸＹ平面の表示画面の説明図
である。

【図１０】従来の方法により点Ａを入力する画面の説明
図である。

【図１１】従来の方法により点Ｂを入力する画面の説明
図である。

【符号の説明】

１１ 図面表示装置 １２ コントローラ １３ 座標入力装置 １４ 中央処理装置 １５ 記憶装置 １６ 補助記憶装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意の方向における３次元の物体形状を
   表示する表示手段と、所定の方法により位置の座標を入
   力する座標入力手段と、該座標入力手段で入力された該
   位置座標に基づいて該表示手段に表示されるポインタ
   と、該表示手段上で該３次元の物体形状の任意の位置を
   示すカーソルと、該ポインタに基づいて該カーソルの位
   置を制御する制御手段とを備えており、該座標入力手段
   を用いて形状入力する際に該カーソルの位置に対応する
   ３次元の座標を入力できることを特徴とする３次元位置
   指示装置。