JPH07225859A - オブジェクト表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ３次元空間内のオブジェクトを２次元画面上
に表示した状態において、使用者が望むオブジェクトを
極めて少ない操作で選択できるようにすること。 【構成】 使用者が表示画面上で指定する領域に対応し
た３次元ボリューム内のオブジェクトに対し、各オブジ
ェクトが分散して配置表示されるように適切な視線方向
と大きさを設定して２次元投影画像として再表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＡＤ・ＣＧのモデリ
ング等に使用される３次元空間内のオブジェクトを２次
元画像として表示するオブジェクト表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＡＤ・ＣＧのモデリングにおいては、
３次元空間内に仮想的に存在する複数個のオブジェクト
（対象物）に対し、これらを所定方向から投影した２次
元画像を作成し、画面上に表示する方法が採られてい
る。使用者は表示画面上でオブジェクト間の位置関係を
確認し、マウス等を利用して所望のオブジェクトの位置
を移動させる。

【０００３】ここで、３次元的なオブジェクトを２次元
的な画面上に表示した状態において、使用者が望むオブ
ジェクトを選択する方法として、従来、該画面上の位置
を使用者が指定することによって、該位置に重複してい
るかあるいは最も近接している箇所に表示されているオ
ブジェクトが自動的に選択される方法が提案されてい
る。

【０００４】しかしながら、この方法では、２次元画面
上の位置に基づいてオブジェクトの選択が行われる都合
上、たとえ３次元的には隔離されている複数個のオブジ
ェクトであっても、表示画面上では手前のオブジェクト
に重複し、あるいは近接した状態に表示されることがあ
り、この場合、該画面上での位置指定に基づいて、どち
らかのオブジェクトを任意に選択することが困難である
という問題点が存在した。

【０００５】又、複数個のオブジェクトの内で、視線方
向から見て手前のオブジェクトによって、その背後に隠
れたオブジェクトが見えない表示画面の場合には、使用
者にとって背後のオブジェクトの存在が全く分からない
という問題点も存在した。

【０００６】これを解決するために、オブジェクトを任
意の視線方向や大きさで表示可能とする機能と、この視
線方向や大きさの指定を使用者によって制御可能とする
機能とを付与することによって、使用者が自分の確認し
易い様にオブジェクトの表示状態を変更し、この変更さ
れた表示状態において選択操作を行う方法が提案されて
いる。

【０００７】しかしながら、この方法では、どの様な表
示状態が好ましいかを使用者がその都度判断して操作し
なければならず、使用者の労力を要するという問題があ
った。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上述べた様に従来の
オブジェクト表示装置においては、使用者がオブジェク
トの好ましい表示態様をその都度判断して設定しなけれ
ばならないため、労力を要するという欠点があった。

【０００９】そこで本発明の目的は、使用者にとって好
ましい表示態様を自動的に設定して、該当するオブジェ
クトのみを再表示するオブジェクト表示装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、３次元空間内
の複数個のオブジェクトの位置情報を格納した記憶手段
と、この記憶手段に格納された位置情報を用いて前記複
数個のオブジェクトを所定方向から投影した２次元画像
を作成する演算手段と、この演算手段より作成された２
次元画像を表示する表示手段と、この表示手段に表示さ
れた２次元画像に対し領域を設定するための入力手段と
を備え、前記演算手段は、前記入力手段より設定された
領域に該当する各オブジェクトに対し、前記所定方向を
変更して投影した２次元画像を作成し、該各オブジェク
トが分散して含まれる該２次元画像を前記表示手段へ表
示させることを特徴とするものである。

【００１１】又、前記演算手段は、前記設定された領域
に含まれるオブジェクト及び３次元空間内でこの背後に
位置するオブジェクトに対し、前記所定方向を一定量ず
つ変更して投影した２次元画像を順次作成し、最初に各
オブジェクトが分散して含まれる２次元画像を選択する
ものである。

【００１２】

【作用】本発明に係るオブジェクト表示装置では、３次
元的なオブジェクトを２次元的な画面上に表示した状態
において、使用者が望むオブジェクトを選択する場合
に、自動的に表示画像の視線方向及び大きさを決定し、
適応的かつ階層的に視線方向及び大きさの異なる画像を
画面上の子ウィンドウ、孫ウィンドウに表示させて使用
者が適切なオブジェクトの選択を行えるようにしてい
る。このため、使用者がオブジェクトの選択以外の煩雑
な操作を行う必要がない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。図１は本発明に係るオブジェクト表示装置の実施例
の概略ブロック図である。演算制御部１が全体の管理を
行い、出力部３が表示出力を行い、入力部４が使用者の
操作をうけつける。出力のためのデータ、あるいは入力
されたデータは一時的に主記憶部２に格納される。又、
主記憶部２を補うため、永続的にデータを格納できるよ
うに補助記憶部５を、外部と情報のやり取りを行うため
に他機械等と接続できるように通信部６を付加すること
もできる。これらを具体例で示すと、演算制御部はＣＰ
Ｕ、主記憶部はメモリ、出力部はディスプレイ、入力部
はキーボード、補助記憶部はディスク装置、通信部はイ
ーサネット等が考えられる。

【００１４】図２は３次元空間内に複数個のオブジェク
ト（対象物）が存在する様子を示す。ここでのオブジェ
クトは球２１，２４，方位体２２，三角錐２３が存在
し、これらは実際に３次元空間内に存在してもよいし、
実際には存在せず単にデータとして仮想的に存在するも
のでもよい。各オブジェクトに関する位置データは上記
の主記憶部２に予め格納されている。図３はこのデータ
構造を示す。ここでは図２に示す所定の３次元座標軸に
対する各オブジェクトの位置データが格納されており、
球２１・２４では形状、中心座標、半径から成り、立方
体２２では形状、１頂点座標、これに隣接する３頂点座
標から成り、三角錐２３では形状、４頂点座標から成
る。これらの位置データを用いて各オブジェクトを３次
元物体として再現できる。ここで演算制御部１は図２に
示す視線方向Ｖから各オブジェクトを２次元画面として
投影した画像データを作成する。図２はこの２次元画面
を示すもので、ここでは球２４が立方体２２の背後に隠
れて見えなくなっている。従って使用者の領域設定に従
って、球２４と立方体２２の位置関係を分り易く再表示
せさる。

【００１５】ここで図５に示すフローチャートを用いて
本実施例の動作を説明する。装置が既に複数個のオブジ
ェクトを含んだ画像を前記出力部３のあるウィンドウ内
に表示しており（図４の表示画面）、使用者は該画面内
からあるオブジェクトを選択したという状態を考える。
ここで、該ウィンドウを親ウィンドウと呼ぶことにす
る。 （Ｓ５１）まず、画面上の親ウィンドウには対象となる
３次元ボリュームをある一方向（図２の視線方向Ｖ）か
ら見た画像を表示する。この画像を親画像（図４の表示
画面）と呼ぶことにする。

【００１６】（Ｓ５２）ここで、使用者が選択を行いた
い１個ないし複数個の点をピッキング点と呼ぶことにす
る。ここでは、ピッキング点が画像中において所望のオ
ブジェクトが表示されていると思われる領域を包含する
ように、使用者がマウス等の入力装置を用いて領域指定
を行う。ここで、該領域を選択領域と呼ぶことにする。
つまり図４の例において使用者が立方体２２の背後状態
を確認したい場合には表示画面上で立体２２を包んだ領
域を２個のピッキング点６１，６２により指定する。図
６はこの領域指定された表示画面を示す。

【００１７】（Ｓ５３）続いて、別ウィンドウを生成
し、選択領域内の点のみを該ウィンドウ上に表示する。
ここで、該ウィンドウを子ウィンドウ、子ウィンドウ上
の表示画像を子画像と呼ぶことにする。このとき、選択
領域内にある複数個のオブジェクトの分散が最高とな
り、かつ視線の回転量が最小になるように自動的に視線
方向を制御し、又、該視線方向から選択領域内の全オブ
ジェクトが子ウィンドウ内に表示可能であるように拡大
率を自動補正する。

【００１８】ここで図７は（Ｓ５３）を詳細に示すフロ
ーチャートである。先ず演算制御部１は主記憶部２内の
位置データに従って、設定領域内に表示されたオブジェ
クトの背後に他のオブジェクトが存在するか否か調べる
（Ｓ７１）。この場合は図２に示すように球２４が存在
するため、視線方向Ｖを所定角度△θずらした新たな視
線方向から、投影した２次元画像データを求める（Ｓ７
２）。そして、この求めた２次元画像内に上記の設定領
域内に夫々表示されているオブジェクトと、その背後に
存在するオブジェクトとが十分に分散して（離れて）含
まれているか否かを調べる（Ｓ７３）。各オブジェクト
が分散して含まれていない場合は再びＳ７２へ戻り、現
在の視線方向を更に所定角度△θずらして新たな視線方
向を求めて同様の処理を行う。こうして設定領域内で背
後に隠れたオブジェクトと、既に表示されたオブジェク
トとが分散して含まれた２次元画像が求まるまで、視線
方向を順次変更する。

【００１９】こうして各オブジェクトが分散して含まれ
た２次元画像が求まると、これを子ウィンドウの大きさ
に合わせて拡大・縮小して子画像として表示する（Ｓ７
５）。（尚、Ｓ７１において設定領域内の表示オブジェ
クトの背後に他のオブジェクトが存在しない場合は、視
線方向を変えずに設定領域のみに対する２次元画像デー
タを作成する（Ｓ７４）。そしてこの２次元画像を子ウ
ィンドウに合わせて拡大・縮小して表示する。）図８，
図９は上述した視線変更とそれに伴なう２次元画像の再
表示の様子を示す図である。図８において、最初の視線
方向Ｖを△θずつ変更した結果、視線方向Ｖ′から投影
して作成した２次元画像中に、球２４と立方体２２が十
分に分散して含まれるものとする。このときに、その２
次元画像を図９に示すように表示すれば、利用者は球２
４と立方体２２との位置関係を把握することができる。

【００２０】（Ｓ５４）使用者は（Ｓ５３）において表
示された該子画像内で、表示されている各オブジェクト
の中から所望のオブジェクトの選択が可能かどうかを判
断する。まだ、近接し過ぎて選択するのが困難である場
合には、（Ｓ２）の操作に戻って再び領域選択を行う。
使用者がマウス等の入力装置を用いてオブジェクトの選
択を行った時点で操作は終了する。

【００２１】つまり利用者にとっては、領域選択を繰り
返すことにより、隠れたオブジェクトを含めてこれらの
位置関係を完全に把握するまで、異なる視線方向から投
影した２次元画像を繰り返し表示させることができる。
その後、利用者は所望のオブジェクトを選択し、自由に
移動させることにより、ＣＧ・ＣＡＤ等のモデリングを
実行できる。

【００２２】ところで図５の（Ｓ５３）において、設定
領域に該当するオブジェクト（背後のオブジェクトも含
める）の判定方法について詳しく説明する。先ず領域設
定に際して、上述した様に使用者はマウスのクリック等
の操作を行って領域とすべき２点の座標を指定し、該２
点を結んだ直線を一対角線とする長方形を自動的に生成
する。該長方形をもとにして自動的に３次元ボリューム
を生成し、選択領域とする方法が考えられる。このと
き、図１０に示すように視点と長方形の４頂点を結び３
次元ボリュームを生成する透視投影法、あるいは、図１
１に示すように長方形を底面とする立方体を３次元ボリ
ュームとする平行投影法を用いることが考えられる。

【００２３】あるいは、使用者はマウス等の入力装置を
用いてウィンドウ上の１点の座標を指定し、その点の周
辺領域から自動的に３次元ボリュームを生成し選択領域
とする方法も考えられる。これについても、上記と同様
に透視投影法あるいは平行投影法を用いるものが考えら
れる。

【００２４】各れにしても、こうして設定された３次元
ボリューム内に存在するオブジェクトは、全て設定領域
（長方形）に該当するものとみなし、これら各オブジェ
クトの位置関係が明確に見える視線方向を検出するもの
である。（３次元ボリューム内にどのオブジェクトが存
在するかは、図３に示す各オブジェクトの位置データか
ら判定できる。）図７のＳ７４において、新たに作成し
た２次元画像を子ウィンドウに表示するとき、その表示
画面の様子を図１２に示す。ここで親画像は最初の２次
元画像、子画像は上述した様に親画像内の設定領域に対
し、異なる視線方向から作成した２次元画像である。

【００２５】ここで階層的にもとの親画像より子画像を
生成した場合には、例えば、必ず図１２に示すように同
時に親画像のアイコンを生成することとし、次の孫画像
を生成しても、該アイコンをマウス等の入力装置を用い
て指定するだけでもとの親画像に戻ることができるよう
にすることも考えられる。つまり子画像に対して再び領
域設定し、これに該当する各オブジェクトを異なる視線
方向から投影して２次元画像を孫画像として作成する。
そして親画像を消去し、このウィンドウに孫画像を表示
させる。このとき親画像に対応するアイコン（表示ボタ
ン）を同じ画面上に表示し、このアイコン位置と親画像
データとを対応付けて図１の補助記憶部５内に格納して
おく。次にこのアイコンが画面上でピッキングされたと
きは孫画像を消去して親画像を表示させる。

【００２６】又、図１２に示すオプションウィンドウ内
に、画像の親子関係に関する情報を格納しておく方法も
考えられる。該ウィンドウを開くと、図１３のようにツ
リー構造によって画像の親子関係が表示され、使用者は
マウス等の入力装置を用いて任意の画像を指定すること
ができる。つまり親画像、子画像、孫画像…等が次々に
作成されると、これらの階層関係が夫々のアイコンをツ
リー構造でリンクしたものとして図１３のように表示さ
れる。ここでも夫々のアイコンの表示位置と対応する画
像データが図１の補助記憶部５内に格納される。そし
て、表示されたツリー構造に対し、使用者が所望のアイ
コンをピッキングすると、そのアイコン位置に従って対
応する画像データが補助記憶部より読み出され、図１２
に示す画面内のウィンドウに表示される。

【００２７】次に、図５の（Ｓ５２）において、領域設
定したいオブジェクトが最初の表示画像中に包含されて
いない場合には、画面内に同時に表示されているオプシ
ョンウィンドウ（図１２）中で、使用者が視線方向を適
応的に正面、横および上に変更する等の操作を行い、そ
れに基づいて領域設定したいオブジェクトを探索するこ
とも可能である。図１４はこのときのオプションウィン
ドウの内容を示す図である。ここで使用者が表示の大き
さ、あるいは視線方向を自分で変更したい場合には、図
１４のオプションウィンドウ中で拡大率および視線方向
を設定し直すことによって変更可能とすることもでき
る。オプションウィンドウにおける操作は、キーボー
ド、マウス等を用いて入力より直接的に行う方法で代替
可能である。又、これらの操作および全体の機能につい
てはヘルプ機能を付加しており、図１４のオプションウ
ィンドウ内でいつでも呼出し可能であり、マニュアルを
参照することができる。

【００２８】視線方向については、例えば、混乱を避け
るため基本的には正面、上および横から見るものとし、
使用者が常に現在の視線方向が確認できるよう図１５の
ような表示をすることも考えられる。又は、矢印等の表
示によって親画像に該情報を付加し、子画像の視線方向
を使用者に認識させる方法も考えられる。図１５におい
ては、使用者に対する現在の視線方向に対応した画面に
斜線を付すことにより、使用者は現在の視線方向を容易
に確認することができる。

【００２９】図１４のオプションウィンドウにおいて
は、視線方向と共に拡大率も自由に使用者が設定でき
る。つまり使用者は、最初の表示画面内で所望のオブジ
ェクトがあると判断できたが、近傍のオブジェクトと隣
接し過ぎてマウス等の操作による選択が困難である場合
には、単にオプションウィンドウ内で拡大率を変更して
選択できる大きさにすることも可能である。又、隣接あ
るいは重複しているオブジェクトを使用者がマウス等の
操作によって自由に移動させ、位置関係を知る方法も考
えられる。このときには、該オブジェクトをもとの位置
にすぐ戻せるような機能を付けておく。なお、隣接点が
あることを容易に知らしめるように、該オブジェクトの
表示色を自動的に変更するなどしてもよい。

【００３０】更には、視線又は倍率を変更する場合に、
一瞬で子画像を生成するのではなく、親画像から徐々に
変化し子画像を生成していく様子をアニメーションで見
せ、同一ウィンドウ内で使用者が視野の変化及び画像の
変化の前後関係を認識できるようにすることも可能であ
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、使用者の設定された領
域に対し、その表示オブジェクト及び背後に隠れたオブ
ジェクトを異なる視線方向から投影し、各オブジェクト
が分散して含まれた２次元画像を再表示する。従って使
用者は、設定領域内に該当するオブジェクトの位置関係
を一目で把握することが可能となり、モデリングの作業
効率が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の全体構成図。

【図２】 ３次元空間内に複数のオブジェクトが存在す
る様子を示す図。

【図３】 オブジェクトの位置データの構造を示す図。

【図４】 複数のオブジェクトに対し所定の視線方向か
らの表示画面図。

【図５】 本発明の一実施例の処理フローチャート。

【図６】 表示画面上での領域設定を示す図。

【図７】 図５のＳ５３を詳細に示すフローチャート。

【図８】 複数のオブジェクトに対し視線方向を変更し
た様子を示す図。

【図９】 複数のオブジェクトに対し変更した視線方向
からの表示画面図。

【図１０】 透視投影法による３次元ボリュームを示す
図。

【図１１】 平行投影法による３次元ボリュームを示す
図。

【図１２】 表示画面内のウィンドウを示す図。

【図１３】 表示画像の階層関係を示すツリー構造を示
す図。

【図１４】 表示画面でのオプションウィンドウを示す
図。

【図１５】 視線方向を確認するための表示内容を示す
図。

【符号の説明】

１…演算制御部 ２…主記憶部 ３…出力部 ４…入力部 ５…補助記憶部 ６…通信部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 薫 大阪府大阪市北区大淀中１丁目１番30号 株式会社東芝関西支社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３次元空間内の複数個のオブジェクトの位
   置情報を格納した記憶手段と、この記憶手段に格納され
   た位置情報を用いて前記複数個のオブジェクトを所定方
   向から投影した２次元画像を作成する演算手段と、この
   演算手段より作成された２次元画像を表示する表示手段
   と、この表示手段に表示された２次元画像に対し領域を
   設定するための入力手段とを備え、 前記演算手段は、前記入力手段より設定された領域に該
   当する各オブジェクトに対し、前記所定方向を変更して
   投影した２次元画像を作成し、該各オブジェクトが分散
   して含まれる該２次元画像を前記表示手段へ表示させる
   ことを特徴とするオブジェクト表示装置。
2. 【請求項２】前記演算手段は、前記設定された領域に含
   まれるオブジェクト及び３次元空間内でこの背後に位置
   するオブジェクトに対し、前記所定方向を一定量ずつ変
   更して投影した２次元画像を順次作成し、最初に各オブ
   ジェクトが分散して含まれる２次元画像を選択するもの
   である請求項１記載のオブジェクト表示装置。
3. 【請求項３】前記演算手段は、該各オブジェクトが分散
   して含まれる２次元画像に対し、前記表示手段上の表示
   サイズに応じて表示倍率を決定するものである請求項１
   記載のオブジェクト表示装置。
4. 【請求項４】前記演算手段は、該各オブジェクトが分散
   して含まれる２次元画像を前記表示手段に表示させると
   き、前記所定方向から投影した２次元画像を前記表示手
   段から消去してこれに対応するアイコンを表示させるも
   のである請求項１記載のオブジェクト表示装置。
5. 【請求項５】前記演算手段は、前記入力手段より領域が
   設定される毎に、各設定領域に該当する各オブジェクト
   が分散して含まれる２次元画像を順次作成し、これらの
   ２次元画像及びその階層関係を示すツリー構造を前記表
   示手段に表示させるものである請求項１記載のオブジェ
   クト表示装置。