JPH07111742B2

JPH07111742B2 - 図形の変形方法及び装置

Info

Publication number: JPH07111742B2
Application number: JP3278895A
Authority: JP
Inventors: 恭與中山
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1991-10-01
Filing date: 1991-10-01
Publication date: 1995-11-29
Anticipated expiration: 2010-11-29
Also published as: EP0535894A3; JPH05108786A; EP0535894A2; US5483626A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対象図形すなわち曲線
または多角線からなる線画を自由に変形するための図形
変形装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】作図ソフトウェアを利用してコンピュー
タの表示装置上の対象図形を変形する、例えば作成済み
の多角線と円の一部を組み合わせて新しい曲線を創成す
る場合、一方の曲線の一部を削除し他の曲線で置き換え
る作業がなされる。この作業に適した作図ソフトウェア
として、「削除」の機能に「交点」という指定オプショ
ンを備えたものがある。これを使うと、マウスでクリッ
クした対象図形の、交点で挟まれた不用部分のみを削除
することができる。しかし、不用部分が屈曲した多角線
である場合は各屈曲した線分毎に何回も削除の作業を繰
り返し行わなければならないという欠点がある。しか
も、削除部分の修正、引き直しは別途行わなければなら
ない。一方、特開平３−９１８６８号公報には、対象図
形の修正すべき個所を矩形で指示し、この矩形内の線分
を消去するとともに、この矩形に外側から接する線分を
選択し、矩形内に自動的に延長させて直線で繋ぐ方法が
示されている。この方法は、もとの図形にある線分しか
利用できず、しかも引けるのは直線に限られる。また、
特開平１−１１２３８０号公報には、消去すべき線分の
始点と終点とを指示することにより、その間を正確に直
線で繋ぐ修正をするものが示されている。しかし、この
場合も、二点間に直線以外の線分は引けない。この外、
字消板を用いて対象図形の不用部分を削除出来るように
したものが特開昭６４−１０６２号公報に示されている
が、削除された部分の修正、引き直しは別途行わなけれ
ばならない。このように、従来の図形処理装置はいずれ
も限られた範囲、条件下での図形の変形しか行えず、あ
いいは、複雑な操作が要求されるものが多かった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、対象
図形を任意にかつ簡単な操作で変形できる図形変形装置
及び方法を提供することにある。本発明の他の目的は、
対象図形の任意の部分の消去と引き直しが一度に行える
図形変形装置及び方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、変形さ
れる曲線や多角線すなわち対象図形と、閉曲線からな
り、定規の役割をする型とを設定し、一定のルールに従
って、変形の範囲すなわち始点、終点及び経路の向きを
指定することにより、対象図形の一部を型の一部もしく
は全部に置き換える変形処理がなされる。型は円や多角
形など任意の線画からなり、移動（回転・拡大縮小を含
む）でき、あたかも画用紙の上で定規を動かすようにし
て、自由に対象図形の上で操作できる。始点、終点及び
経路については、次のようなルールを適用する。（１）始点は、対象図形と型の交点とする。（２）終点は、型上の点とする。（３）型の始点から指定された向きの経路を経て終点に
至るまでの指定部分を、対象図形の始点から終点まであ
るいは端点までの指定部分に置き換える。

【０００５】

【実施例】図１は、本発明の実施例になる図形の変形装
置の機能構成を示すものである。図において、１０は、
変形処理の対象となる図形すなわち「対象図形」に関す
る情報を入力、取得する対象図形取得手段、１１は、定
規の役割をする「型」を生成、もしくは取得する型取得
手段、１２は、生成、取得した型を変形させたり移動さ
せるための型変形移動手段、１３は、型によって対象図
形の一部を置き換えて変形させるために両者の関係を指
定する、対象図形変形指示手段、１４は、対象図形変形
指示手段による指定に基づき所定の論理によって対象図
形の変形処理を行う対象図形変形手段、１５は、変形処
理の結果を出力する出力手段である。

【０００６】図２は、図１の図形変形装置を汎用型のコ
ンピュータにより実現するシステム構成例を示すもので
ある。図において、２０は、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２及
びバッフアを含む記憶部であり、、図形処理の手順や、
図形処理用のコマンド及び必要なデータを保持してい
る。すなわち、上記対象図形取得手段、型取得手段、型
変形移動手段、対象図形変形指示手段及び対象図形変形
手段の各機能を実行するための手順がプログラム形式
で、関連するデータと共に保持されている。これらのプ
ログラムの概要は後で述べる。２３は、上記各手段の一
部をなし、上記データを用い上記手順に従って対象図形
や型の図形処理（生成、取得、変形）を実行するＣＰＵ
である。キーボード２４や座標入力装置２５等の入力装
置を介して入力された図形情報例えば対象図形や型の座
標値や、図形処理（生成、取得、変形）の演算過程や、
最終結果等は上記は記憶部２０に保持される。座標入力
装置２５としては、本実施例ではマウスを用いるが、ペ
ンタブレットやトラックボール等でもよい。２６は、Ｒ
ＯＭやＲＡＭをサポートする外部記憶装置、２７は、図
形処理に必要な情報、コマンドやメニューをユーザが対
話入力出来るようにするとともに、図形処理の結果を出
力表示する表示装置である。

【０００７】図３に、表示装置２７の表示画面３０の一
例を示す。表示画面３０は、作業領域３１、コマンド・
メニュー領域３２及び型メニュー領域３３を備えてい
る。作業領域３１には、対象図形３５、型３６、型移動
変形用枠３７及びカーソル３８が表示される。コマンド
・メニュー領域３２には、直線、四角形等通常の作図プ
ログラムが一般的に備えている図形処理用のコマンド・
メニュー３２Ａや、本発明の変形処理を行うためのコマ
ンドすなわち、「型による変形」指定用のコマンド３２
Ｂ及び経路の向き指定用のメニュー３２Ｃなどが表示さ
れる。型メニュー領域３３には、記憶部２０に保持され
ている型ライブラリー３３Ａの列挙されたライブラリー
領域がある。

【０００８】対象図形３５や型３６は、図４に示すよう
に、点の集合体（Ｐ1,Ｐ2,・・Ｐi・・）からなってお
り、各点Ｐiの「Ｘ、Ｙ座標」４１と、各点Ｐiが「どの
点と繋がっているかを示すデータ」４２とが記憶部２０
のＲＡＭ２２に記録されている。図４の例は、型３６の
データ構造を示すものである。型移動変形用枠３７の場
合、枠のＸ、Ｙ座標、枠の幅、高さ、傾き及び中心点の
位置のデータがＲＡＭ２２に記録されている。

【０００９】図５は、本発明による図形変形処理の概要
を示すフローチャートである。先ず、最初に対象図形取
得手段１０により対象図形３５の取得がなされる（ステ
ップ５０２）。次に型取得手段１１により型３６の取得
がなされる（ステップ５０４）。型３６は、単一の閉じ
た経路を持つ線画、例えば多角形や円その他の閉曲線か
らなる。この型３６を必要に応じて変形させた後、少な
くともその一部が対象図形３５と重なるようにして移動
させる（ステップ５０６）。次に、経路の向き（時計回
り、反時計回り）を指定し（ステップ５０８）、更に型
３６と対象図形３５の交点を始点として指定する（ステ
ップ５１０）。そして更に型上の任意の点を終点として
指定する（ステップ５１２）。経路の向きの指定は、こ
れより前のステップで行ってもよい。これらの指定に基
づき、予め与えられた変形ルールに従って対象図形上の
指定部分及び型上の指定部分の決定すなわち指定部分の
データの識別が対象図形変形手段１３により処理される
（ステップ５１４、５１６）。最後に対象図形のデータ
のうちの指定部分のデータが型の指定部分のデータによ
って置き換えられる（ステップ５１８）。

【００１０】なお、図形変形のためのルールは次のとお
りである。（１）１番目の点すなわち始点（ＰS）は対象図形と型
の交点でなければならない。（２）２番目の点すなわち終点（ＰT）が対象図形と型
のもう一つの交点だった場合は、対象図形上の始点ＴS
−終点ＴT間が型上の始点ＣS−終点ＣT間と置き換えら
れる。但し型上の始点ＣS−ＣT間とはＣSから指定され
た方向に向かう経路とする。（３）終点ＰTが対象図形と型との交点でない場合は、
対象図形上の始点ＴSから端点ＴLまでの部分が型上の始
点ＣS−終点ＣT間と置き換えられる。この場合の対象図
形の端点ＴLとは、始点ＴSを境に型の内側にある方の端
点とする。

【００１１】対象図形取得手段１０による対象図形３５
の取得は、対象図形を構成する各点のデータすなわち
ｘ，ｙ座標値及び各点の接続関係のデータをＲＡＭ２２
に記録する処理である。

【００１２】図６は、型３６の取得の動作（図５、ステ
ップ５０４）の詳細フローを示すもので、オペレータが
画面のコマンドメニューの中から「型による変形」指定
用のコマンド３２Ｂを選ぶことによって始まる（ステッ
プ６０２）。これによって図形処理モードが切り替わ
り、型ライブラリー３３Ａが図３のように画面表示され
る（ステップ６０６）。オペレータは、この型ライブラ
リーを使うか否か判断し（ステップ６０８）、使う場合
には、画面の領域３３Ａにカーソル３８を移し、マウス
でクリックし（マウスのボタンを押してすぐ放す）、型
ライブラリー３３Ａの一つを選び作業領域３１へ移す
（ステップ６１０，６１２）。使わない場合には、作業
領域３１において直接、線画からなる型を生成する（６
１４）。次にマウスでドラッグする（マウスのボタンを
ある点から押したまま画面上の他の点まで移動させて放
す）ことにより、この閉曲線を含む矩形領域を指定し、
移動変形用枠３７を生成する（６１６，６１８）。これ
らの閉曲線や移動変形用枠の生成は、公知の作図用プロ
グラムを用いればよい。これらの型や枠のデータは、記
憶部にストアされる。新たに生成した型を型ライブラリ
ーに追加してもよい。

【００１３】図７は、型３６の変形移動（図５、ステッ
プ５０６）のフローを示すもので、型が変形処理に適し
た位置、大きさ、角度になるように、移動、拡大、縮小
あるいは、回転の処理を行う。すなわち、オペレータが
選択した移動、拡大、縮小、あるいは回転のコマンド及
びマウスの操作量に応じて型内の各点のｘ，ｙ座標値が
ＣＰＵによって演算処理され記憶部のデータが更新され
る。移動の場合は、図８のごとく、まず、マウスによる
ドラッグの開始点と終了点の座標を求める。次に、これ
らの座標値の差から移動量ΔＸ、ΔＹを計算し（８０
４）、移動後の枠のデータ及び対象図形のデータを計算
し、記憶部にストアする（８０６〜８１２）。回転の場
合は、図９のごとく、ドラッグの開始点と終了点の座標
値の差から枠の回転角度θを求め（９０４）、回転後の
枠のデータ及び対象図形のデータを計算し、記憶部にス
トアする（９０６〜９１２）。拡大、縮小の場合、図１
０のごとく枠のサイズ変更の比率を求め（１００４）、
サイズ変更後の枠のデータ及び対象図形のデータを計算
し、記憶部にストアする（１００６〜１０１２）。

【００１４】次に、変形処理に必要な各種の指定の動作
を図１１、図１２に示す。オペレータはまず、表示画面
３０の経路指定用のメニュー３２Ｃを利用して経路の向
きを指定する（ステップ１１０２）。次に、マウスで型
３６と対象図形３５の交点をクリックして始点ＰSとし
て指定する（ステップ１１０４）。交点でない点がクリ
ックされたときは、画面にエラー表示がなされ、オペレ
ータの訂正入力が求められる（１１０６〜１１０８）。
更に型上の他の点をクリックして終点ＰTとして指定す
る（ステップ１１１０）。もし、終点ＰTとして妥当で
ない点がクリックされたら、エラー表示がなされ、オペ
レータの訂正入力が求められる（１１１２〜１１１
４）。例えば、終点ＰTとして始点ＰSと同じ点がクリッ
クされたときや型上に位置しない点がクリックされた場
合等である。

【００１５】図１３は、図５のステップ５１４におけ
る、対象図形上の指定部分の決定すなわち指定部分のデ
ータの識別の処理を示す。まず、対象図形上の始点（図
１２（Ｂ）、ＰS）を探索点にセットし、対象図形上に
おいて、始点から型の内側に向かう経路の各点Ｐiの探
索を開始する（１３０２）。探索点が、対象図形上の分
岐点であるときはそのままでは処理不能なので選択を要
求する表示がなされ、いずれの分岐路をとるべきかオペ
レータの指示入力が求められる（１３０６〜１３０
８）。最初に、換言すると端点よりも先に、終点ＰTが
見出されれば、始点ＰSと終点ＰTを結んだ部分を対象図
形上の指定部分９０（図１２、Ｄ）として一意に決定す
る（１３１０〜１３１２）。対象図形の経路上に終点Ｐ
Tが無く端点ＰLがある場合には、換言すると、経路上で
最初に出会うのが終点ではなく端点である場合には、始
点ＰSと端点ＰLを結んだ部分を対象図形上の指定部分９
０として一意に決定する（１３１４〜１３１６）。以下
同様にして、経路の各点について探索を進める（１３１
８）。

【００１６】図５のステップ５１６における、型上の指
定部分の決定すなわち指定部分のデータの識別の処理
は、図１２（Ｃ）のごとく、型上の始点ＰSと終点ＰTと
を指定された経路方向に結ぶ区間９１が型上の指定部分
として一意に決定される。もし、型上の経路に分岐点が
あったときは、まず一方向（例えば右側）の分岐路を探
索し、その分岐路上に終点ＰTがなければ分岐点に戻っ
て他の分岐路を探索するという方法で処理がなされる。

【００１７】図１４は、図５のステップ５１８〜５２０
におけるＲＡＭ２２のデータ構造の状況を示す。すなわ
ち図１２に示す例について、対象図形上の指定部分のデ
ータを型の指定部分のデータで置き換える。つまり
（Ａ）に示す対象図形３５上の指定部分９０のデータＴ
S〜ＴTが（Ｂ）に示す型３６の指定部分９１のデータＣ
S〜ＣTで置き換えられて変形図形９２のデータ（Ｃ）が
得られる。なお、Ｔ、Ｃはそれぞれ対象図形３５、型３
６の各点Ｐiにおける、図４の４１、４２に相当するデ
ータである。

【００１８】図１５は、終点ＰTが対象図形と型との交
点でない時の図形処理を示し、型上の指定部分９１が対
象図形の始点ＰSから端点ＰLまでの指定部分９０と置き
換えられ、変形図形９２（Ｄ）となる。

【００１９】図１６は、本発明を利用して鳥の絵を作図
する例を示す。最初に対象図形としての三角形３５１を
作り（Ａ）、型としてライブラリーの楕円３６１を採用
し、移動変形用枠３７を生成する。そしてこの枠３７を
回転、移動させて、三角形の一頂点付近に重ねる
（Ｂ）。次に、枠３７と共に楕円３６１を拡大させる。
さらに三角形の一辺を変形させるために、始点ＰS、終
点ＰT、経路の方向を指定し、変形させる（Ｃ）。同様
にして、他の辺も変形させる（Ｄ）。更に、型としてラ
イブラリーの三角形３６２を採用し、始点ＰS、終点Ｐ
T、経路の方向を指定し、変形させる（Ｅ）。同様にし
て、他の辺も変形させる（Ｆ）。更に、型として正方形
３６３を採用し、始点ＰS、終点ＰT、経路の方向を指定
して変形させ（Ｇ）、同様に他の辺も変形させる
（Ｈ）。同様にして、円、楕円等の型を用いて変形させ
る（Ｉ〜Ｊ）。最後に必要に応じて通常の作図プログラ
ムを用いて細部を仕上げる（Ｋ）。

【００２０】なお、型として採用する図形は、単一の閉
経路で構成されるものでなければならない。従って、単
純な線画からなるものが望ましい。しかし、単一の閉経
路に分岐した枝路があっても、それが対象図形と交わる
ものでなければ差し支えない。例えば、図１７の例のよ
うに、型３６が一つの閉じた輪郭線３６Ａと複数の分岐
枝３６Ｂとからなるものでもよい。図１７は、対象図形
である馬に羽根を付け加える例を示す。羽根３６の部分
を型とし、その一部が馬３５の背の部分に重なるように
移動させた後（Ｃ）、交点を始点ＰS、終点ＰTとし、経
路を矢印のように指定して変形させ、（Ｄ）のような天
馬の絵を得る事ができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な操作で図形の自
由な変形処理、すなわち線図の引き直しと不用線の削除
が一度にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例になる図形変形装置の機能構成
を示す図である。

【図２】図１の図形変形装置を汎用型のコンピュータで
実現するシステム構成例を示す図である。

【図３】図２の表示装置の表示画面の一例を示す。

【図４】記憶部内にストアされた型のデータ構造の例を
示す。

【図５】本発明による図形変形処理の概要を示すフロー
チャートである。

【図６】図５における型の取得の動作の詳細フローを示
すものである。

【図７】図５における型の変形移動のフローを示す。

【図８】図７における移動の場合のＣＰＵによる演算処
理の状況を示す。

【図９】図７における回転の場合のＣＰＵによる演算処
理の状況を示す。

【図１０】図７におけるサイズ変更の場合のＣＰＵによ
る演算処理の状況を示す。

【図１１】図５における変形処理の動作のフローを示
す。

【図１２】変形処理に必要な各種の指定動作の説明図で
ある。

【図１３】図５の対象図形上の指定部分の決定すなわち
指定部分のデータの識別処理の詳細を示す。

【図１４】図５における変形処理時における記憶装置内
のデータ構造の状況を示す。

【図１５】終点が対象図形と型との交点でない時の図形
処理の状況を示す。

【図１６】本発明を用いて表示画面上で鳥の絵を作図す
る手順の例を示す。

【図１７】本発明を用いて表示画面上で天馬の絵を作図
する例を示す。

【符号の説明】

１０対象図形取得手段１１型取得手段１２型変形移動手段１３対象図形変形指示手段１４対象図形変形手段１５出力手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力手段、演算処理手段及び表示手段を備
えた図形変形装置により図形の変形処理を行うものにお
いて、変形される線画を対象図形として設定し、これを上記表
示手段に表示し、変形用の線画を型として取得し、これを上記表示手段に
表示し、上記入力手段により、上記対象図形の変形範囲及び上記
変形範囲と交わる上記型の対応する範囲を夫々指定し、上記演算処理手段により、上記対象図形の変形範囲を上
記型の対応する範囲で置き換えることを特徴とする図形
の変形方法。
【請求項２】入力手段、記憶手段、演算処理手段及び表
示手段を備えた図形変形装置により図形の変形処理を行
うものにおいて、変形される線画を対象図形として設定し、これを上記表
示手段に表示するステップと、閉経路を有する線画を変形用の型として設定し取得し、
これを上記表示手段に表示するステップと、上記型が上記対象図形の変形箇所と交わるようにして上
記型を移動させるステップと、上記入力手段により、上記型上の経路の向きを指定し、
上記対象図形と型の交点の一つを始点として指定し、上
記型上の他の点の一つを終点として指定するステップ
と、上記演算処理手段により、上記対象図形上の、上記始点
と、上記始点から上記型の内側に向かう経路において上
記対象図形上で交わる上記終点または上記対象図形の端
点のうちの最初に出会う方の点とを結んだ部分を上記対
象図形の指定部分として一意に指定し、さらに上記型上
で、指定された経路の向きに沿って上記始点から上記終
点までの部分を上記型上の指定部分として一意に指定す
るステップと、上記演算処理手段により、上記対象図形の指定部分を上
記型上の指定部分で置き換えるステップとを含む図形の
変形方法。
【請求項３】上記指定部分を一意に指定するステップに
おいて、上記終点が上記対象図形と上記型のもう一つの交点だっ
た場合は、上記指定された方向において、上記対象図形
上の始点と上記終点間、及び上記型上の始点と終点間を
各々指定部分とすることを特徴とする請求項２記載の図
形の変形方法。
【請求項４】上記指定部分を一意に指定するステップに
おいて、上記終点が上記対象図形と上記型との交点でない場合
は、上記対象図形上の始点と端点間及び上記型上の始点
と終点間を各々指定部分とすることを特徴とする請求項
２記載の図形の変形方法。
【請求項５】上記型として設定し取得するステップにお
いて、単一の閉じた経路からなる線図を型とする、ことを特徴
とする請求項２記載の図形の変形方法。
【請求項６】上記型を取得するステップにおいて、予め用意された複数の型の一つを選択し、上記型を移動させるステップにおいて、上記選択した型を、上記対象図形の変形に適した状態に
変形させる、ことを特徴とする請求項２記載の図形の変
形方法。
【請求項７】変形される線画を対象図形として設定する
対象図形設定手段と、閉経路を有する線画を変形用の型として設定し取得する
型取得手段と、上記型が上記対象図形少なくとも一箇所と交わるように
して上記型を移動させる型移動手段と、上記型上の経路の向きを指定し、上記対象図形と型の交
点の一つを始点として指定し、上記型上の他の点の一つ
を終点として指定する、対象図形変形指示手段と、上記対象図形上の、上記始点と、上記始点から上記型の
内側に向かう経路において上記対象図形上で交わる上記
終点または上記対象図形の端点のうちの最初に出会う方
の点とを結んだ部分を上記対象図形の指定部分として一
意に指定し、さらに上記型上で、指定された経路の向き
に沿って上記始点から上記終点までの部分を上記型上の
指定部分として一意に指定する指定部分決定手段と、上記対象図形の指定部分を上記型上の指定部分で置き換
える更新手段とを備えた図形変形装置。
【請求項８】上記対象図形変形指示手段が、上記型上の始点および終点の指示の妥当性をチェツク
し、不適切な指示に対してエラー表示する手段を含むこ
とを特徴とする請求項７記載の図形変形装置。
【請求項９】上記型を取得する型取得手段が、選択可能な複数の型を予め保有していることを特徴とす
る請求項７記載の図形変形装置。
【請求項１０】上記型を移動させる型移動手段が、上記型を、移動、拡大、縮小、もしくは回転させる手段
を含むことを特徴とする請求項７記載の図形変形装置。