JPH0789378B2 - コンピユ−タ内で二次元又は三次元物体のモデルを生成且つ処理し前記モデルをデイスプレイに再生する方法 - Google Patents

コンピユ−タ内で二次元又は三次元物体のモデルを生成且つ処理し前記モデルをデイスプレイに再生する方法

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JPH0789378B2
JPH0789378B2 JP62082166A JP8216687A JPH0789378B2 JP H0789378 B2 JPH0789378 B2 JP H0789378B2 JP 62082166 A JP62082166 A JP 62082166A JP 8216687 A JP8216687 A JP 8216687A JP H0789378 B2 JPH0789378 B2 JP H0789378B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コンピユータ内で二次元又は三次元の物体の
モデルを生成且つ処理し、該モデルをデイスプレイに再
生する方法に係る。
この種の方法は、コンピュータ利用の設計（CAD）で使
用されており、適当なプログラムを用いコンピユータに
より実行される。方法の目的は、コンピユータの使用を
容易にするための種々の接続ユニツトを介して、コンピ
ユータとユーザーとの間の情報交換を体系化することで
ある。かかる方法及びプログラムとそれらの実行に必要
な周辺装置とは、合わせてユーザーインタフエースとし
て公知である。
ユーザーインタフエースの目的の１つは、抽象的モデル
の形態でコンピユータ内に表示された物体を、明瞭且つ
適切に配置された形態でユーザーにデイスプレイするこ
とである。別の重要な目的は、対応するコマンドを入力
することによつて、コンピユータ内のモデルの予定の生
成及び修正をユーザーに容易に行なわせることである。
ユーザーによるコマンドの入力形態は、ユーザの経験と
空間構想とにできるだけ釣合つたものでなければならな
い。また例えば、キーボード等によつて比較的長いテキ
ストを入力する場合には、複雑な入力操作によつてユー
ザーが当惑しないように、コマンドの入力ができるだけ
迅速で容易にできることも必要である。
上記の如き公知の方法は、これらの要件を充足するため
にコンピユータ内での抽象表示によつて物体を生成す
る。コンピユータ内の演算は人による物体の物理的操作
に匹敵する。例えば幾何学演算は、物理的物体の空間移
動に相当し、２つのエレメント（要素）を結合するよう
な演算は２つのエレメントを互いに接合する演算に相当
する。かかる演算を実行するコマンドはポインタ（カー
ソル）を使用すると容易に入力できる。即ち、適当な入
力デバイス、例えばマウス、ジヨイステイツク等によつ
てデイスプレイ上でポインタを移動させることが可能で
ある。このようにして、オペランドをデイスプレイに直
接表示することが可能である（オペランドはコマンドの
実行に用いられるエレメントである）。また幾何的コマ
ンドのパラメータ、例えばデイスプレイ上でのエレメン
トの移動距離、又はエレメントの回転角度等を指示する
ためにポインタを使用することも可能であり、このため
にはポインタによつてデイスプレイ上に対応する因子又
は角度を描けばよい。またポインタを介して実行すべき
コマンドのタイプを指示するために、コマンドがワード
によつて示されたメニユーをデイスプレイに表示しここ
から選択することも可能である。
公知方法では、物体が通常は「線描モデル（wire mode
l）」の形態でデイスプレイに表示される。該モデルに
於いて、物体の縁端が線によつて再生される。通常は１
つの物体は、斜視図と投影図と表面図と平面図等又は断
面図とを含む単一画像によつて表示される。また全体像
がよりはつきりと判るように、隠れた線を色もしくは輝
度の変化で示したり、又は物体の種々の表面を異なる色
もしくは灰色の濃淡で再生することも公知である。
しかし乍ら、公知のユーザーインタフエースは、複雑な
三次元物体を二次元像で表示して全体像を十分に明らか
にすることはできない。多数の異なるエレメントから成
る複雑な構造の物体の場合、唯１つの二次元像を参照す
るだけで物体の構造をはつきりと定義することはできな
い。即ち、どのエレメントが相互接続されているか、又
はどのエレメントが隣合つているか、又はどのエレメン
トが直接には相互接続されていないかをはつきりと決定
することはできない。異なる角度から画像を観察するこ
とによつてかかる問題を解決することは可能であるが、
このためには比較的長い計算時間を要し、またこれらの
画像の解釈の誤りを防ぐことはできない。
設計その後の進行過程で物体を変化させる必要が生じる
場合に画像の外観適性の欠如は特に重要な問題となる。
設計者又は製作者が行なう修正は通常、物体のエレメン
トの寸法変化又は個々のエレメントの他のエレメントに
対する相対位置の変化を含む。かかる変化の場合、修正
されるエレメントに隣接するエレメント及び前者に接続
されたエレメントの寸法及び／又は位置は、物体のモデ
ルが常に変らずに維持されるように調整されなければな
らない。このような調整を正しく行なうためにはユーザ
ーが物体の物理的構造を知る必要がある。かかる場合に
は設計者の空間的想像力がかなり要求される。更に、あ
る種の操作を行なうべき個々のエレメントをポインタに
よつて正確に指示することはしばしば極めて難しく、時
には不可能である。複数のエレメントに同じ操作を同時
に実行する必要があるときは、これらの操作によつて変
化させることが必要な全部の線又は表面を１つずつ指示
する必要がある。モデルのある部分の修正及びこれに対
応する他の部分の調整は公知のユーザインタフエースで
は時間と手間のかかる作業でありエラーも生じ易い。例
えばコンポーネントの新しい開発又は既存パーツを改良
するためにCADシステムによつて修正を行なう必要があ
るとき、このような欠点が特に痛感される。単一の二次
元再生像の参照によつてエラーを決定することは極めて
難しい。従つて、CADシステムに記憶されたデータによ
つて物理的物体が作成されるまではエラーが検出できな
い。
かかるエラーを早期に追跡するプログラムをCADシステ
ムに組込むことは理論的には可能である。しかし乍らこ
のためにはかなりのプログラム能力が必要であり、これ
に応じて計算時間も延長されるのでコンピユータとユー
ザーとの間で高速対話はできない。
これらの問題を解決するために、コンピユータとユーザ
ーとの間のデータ交換がより高い抽象レベルで実行され
るようなユーザーインタフエースを使用する。該レベル
では物体の物理的構造はより十分に考慮されるがスクリ
ーンに表示された幾何学的基本エレメント間の関係が余
り精密でない。しかし乍らこの種のシステムは設計者又
は製図技術者の方法に適切には適応しない。またこの種
々のシステムは従来の教育を受けた設計者には修得し難
い。
本発明の目的は、入力容易な少数のコマンドによつてモ
デルの表示を適切に変化させることが可能な前記タイプ
の方法を提供することである。
本発明の目的は、特許請求の範囲第１項に記載の特徴部
分によつて達成される。
本発明によれば、物体の幾何学形態に加えてコンピユー
タは特に、物体の物理的構造を表示し、これを木構造図
の形態でデイスプレイに示す。物体の各エレメントは、
特殊ワードで指示される。２つ以上のサブエレメントか
ら構成される１つのエレメントの指示は木構造中の接合
を形成する。ユーザーが物体の１つのエレメントについ
て特殊演算を実行したいとする。例えばユーザーが物体
のエレメントを回転もしくは移動させるか又は該エレメ
ントを別のエレメントに接合したいとき、ユーザーは、
木構造の対応する接合をポインタでマークする単一入力
ステツプによつて、演算に関与させることが必要な対応
するサブエレメントと共に対応エレメントを識別し得
る。その結果、モデルの修正に必要な作業の量が大幅に
減少し、かつ数個のサブエレメントから構成された１つ
のエレメントに関する演算中に個々のサブエレメントが
忘れられるおそれはない。このように木構造を用いる
と、もし物体のデイスプレイが２つ以上のエレメントを
同じ一本の線によつて区別不能に表示するときには、所
要エレメントを明瞭に識別し得る。
木構造中のエレメントを識別するときには、ユーザーと
コンピユータとの交信は画像面でなく記号面で行なわれ
る。しかし乍ら、ユーザーは別の入力媒体、例えばキー
ボードを使用する必要がない。コマンドの入力は常にデ
イスプレイ上でポインタを用いて行なわれ、従つて、ユ
ーザーはスクリーンを注視続けてよく、表示される物体
に完全に集中できる。
物体と木構造とをデイスプレイに同時に表示することに
よつて、ユーザーは実際に物体の幾何学形態を一見した
だけで知ることができ、また画像から直接には認識でき
ないエレメント間の空間的関係を知ることができる。こ
れにより、二次元表示された三次元物体の解釈が極めて
容易になり、木構造によつて物体の物理的構造がいつそ
う明らかになりユーザーの目的に適つたものになる。
デイスプレイ上の物体の画像が単純な幾何学的エレメン
トから１段階ずつ形成されるときは、木構造はこれに並
列に表示される。従つて、木構造は同時に、設計プロセ
スの記録の１種を構成し、ユーザーが設計の初期段階に
戻ること、及び、設計の中間段階で交代モデルを設計及
び試作することが可能である。これは、１つのモデルを
複数線で描画しモデルの細部を後期段階で完成する設計
者の通常の手順に適している。
方法は、木構造がユーザーからの対応するコマンドにの
み適切に応答するように調整され得る。木構造が遮断さ
れずに確実に適応するように、新しいエレメントの各々
を入力するときにユーザーは、該エレメントをキヤラク
タ化しこれを木構造に入力する必要がある。また、新し
い入力エレメントを連続数でマークするか又は対応する
幾何学図形の大幅な縮小表示もしくはキヤラクタ化でマ
ークすることによつて、木構造に対する付加を自動的に
行なうことも可能である。このとき新しいエレメント
は、木構造中で既存エレメントのサブエレメントとして
処理される。新しいエレメントが多数の既存エレメント
に同時に付加されるとき、これは、木構造の対応する枝
を接合することによつて表示され、その結果、木構造中
に閉環構造又は網状構造が形成される。この場合、スク
リーンに示される木構造は、新しいワードが網状構造全
体に入力され、かつ対応するエレメント全部が等格のサ
ブエレメントとして処理されるように適応できる。また
理論的には、構造図中に配置されたコマンドによつて、
ユーザがエレメント間の階層関係を変化させることも可
能である。図中又は木構造中の特定エレメントをポイン
タを使用してマークするときは、マークされた素子は好
ましくは、デイスプレイでの色変化又は輝度変化によつ
て対応するサブエレメント全部と共に示される。このよ
うにして画像のエレメントとそれらの対応ワードとの関
係が木構造中に明らかに表示され、ユーザーはどのエレ
メント又はどのエレメント群が使用中であるかについて
の情報を得ることができる。また、選択されないエレメ
ント全部を物体及び／又は木構造の画像から削除し、得
られたスペースに残りのエレメント又はエレメント群が
拡大されて正確に観察され処理されるようにすることも
可能である。
デイスプレイは２×２の行列形態の４つの窓を表示す
る。３つの窓は物体の正面図、側面図及び平面図を夫々
再生する画像窓として機能し、第４の窓は構造ダイヤグ
ラムを再生すべく使用される。この表示形態及びデイス
プレイの分割は特に、製図技術者の作業に適応し、また
木構造を極めてはつきりした画面で表示し得る。デイス
プレイは更に、最も頻繁に使用されるコマンドのメニユ
ーと幾何学的基本エレメント（アイコンicon）の表示、
例えば四角柱、四角錐、球、円柱の表示とを含むより小
さい窓を有していてもよい。これらはポインタで呼び出
されこれら幾何学的基本エレメントからモデルを構築し
得る。
エレメントに対して演算実行するためのコマンドは、好
ましくは「ポツプアツプ」メニユーの形態で示される。
ポツプアツプメニユーではコマンドが１つの窓に現われ
る。入力デバイス（マウス）によつて生成されるメニユ
ーは、常にユーザーの注意が集中するようにデイスプレ
イ上のポインタが位置する場所に現われる。ポツプアツ
プメニユー中に現われるコマンドのタイプは好ましく
は、その瞬間の処理状態に依存するので、この段階で実
行すべきコマンドだけが提示される。特に、メニユー呼
出中のポインタがモデルの画像再生のためのデイスプレ
イ窓に位置するときは、メニユー内のコマンドのタイプ
は、メニユー呼出中のポインタが構造ダイヤグラム再生
用デイスプレイ窓に位置するときに現われるメニユー内
のコマンドのタイプとは異なつている。
本発明の好適具体例においては、キーボードを介して打
込まれたテキスト情報、マウスによつてデイスプレイに
描画される図面、別のモデルの画像等を含む多数の完全
スクリーンに関するデータをコンピユータに記憶し得る
ように構成されている。これらの記憶されたデイスプレ
イ画像は機能的にノートパツドに匹敵し、ユーザーによ
つてスクリーンに付加的にデイスプレイされ得る。この
ようにして、モデルはテキスト情報によつて説明でき、
モデルに対する変化をスケツチによつて検討し、かつモ
デルを別のモデルと比較することが可能である。本発明
の別の具体例においては、処理中のモデルのノートパツ
ドからの情報を処理する装置が配備されている。かかる
方法によつて、ノートパツドにスケツチの形態で描画さ
れたエレメントを単なる回転体又は並進体としてモデル
に入力することが可能である。本発明の別の特徴は従属
クレイムに記載されている。
本発明の好適具体例を添付図面に基づいて以下に詳細に
説明する。
本発明方法に従つて機能するユーザーインタフェースを
第１図から第10図に基づいて以下に説明する。
1. ハードウエア インタフエースを操作ステーシヨンに配備する。この機
械は68010マイクロプロセツサに基づいて設計され、高
分解能の色彩画面（800画素で1024）をもつ。各画素は
最大16色のパレツトから選択された１色を含み得る。ま
た55Mbのハードデイスクを含む。情報を入力するために
はキーボードとマウスとを使用し得る。マウスは２つの
ボタンをもつ。
2. ユーザーインタフエース 2.1メニユー メニユーからの選択によつてコマンドが与えられる。メ
ニユーは、選択できるコマンドを明示することによつて
未経験のユーザが急速に進歩することを保証する。以下
に挙げた理由からメニユーが例えば英数字コマンド言語
よりも少ない記憶量をもつように設計されている。
− 選択可能なコマンドを常に明らかに示すため。
− メニユーがコマンドを簡単な構造で提示するため。
また、いつでもマウスとキーボードとを交換する必要が
ないように、メニユーから選択するためにマウスを使用
し得る。視線を移動させなくても済むようにメニユーが
画面にデイスプレイされる（従つて、例えば図形板に印
刷されたメニユーと対照的に、スクリーンを注視したま
までよい）。種々の形態のメニユーが可能である。古い
静止メニユーの形態、例えば画面上の固定場所に配置さ
れたメニユーがしばしば使用される。かかるメニユーは
かなり長時間画面上に維持される。これに対してユーザ
ーが選択したいときだけ画面に現われる「プルダウン」
メニユーがあり、第３のタイプとして「ポツプアツプメ
ニユー」がある。これは固定場所でなく任意の所望場所
（通常はカーソルの近傍）に現われる。
固定場所に常時表示されているメニユーを使用するとき
の最も重要な欠点は、メニユーが（画面又はデイジタイ
ザ板の）かなりの量のスペースを知ること、及びこのた
めに画面の明晰さが低下することである。これらの欠点
は動的メニユーによつて除去される。動的メニユー（例
えばポツプアツプメニユー）は、メニユーが（ユーザー
の注視の的である）カーソルの近傍に出現するので選択
操作のための手の移動が少ないという利点をもつ。
プログラムで使用されるメニユーのタイプはポツプアツ
プメニユーである。
2.2マウス マウスは２つのボタンを備える。この程度の少数のボタ
ンは操作が容易であるが、ボタンの数を増加するに伴な
つて作業効率は向上する。２つのボタン（Ａ及びＢ）の
使用は、作業効率の向上とリスク又はエラーの減少との
双方を調整するための措置である。このため、使用され
る２つのボタンの機能は明確に異なる。
−ボタンA:は全ての「指示」操作：モデルの一部の選
択、アイコン（icon）の選択に使用される。
−ボタンB:は常に該当時点及び該当場所で有効（vali
d）なコマンドを含むポツプアツプメニユーを示すため
に使用される。
2.3窓形成 情報は画面上に図形としてデイスプレイされる。この場
合には概略全体図を維持することが重要である。このた
めのずぐれた解決方法は窓の使用である。画面を、各々
が特定タイプ又はグループの情報をもつ図形窓に分割す
る。このようにして全てがより論理的で構造的な状態で
表示され得る。異なる窓をオーバーラツプさせると画面
上の可使用スペースが大きくなり、従つて複数画面を使
用する必要がない。またユーザーの注意が分散しないと
いう利点も得られる。
3.コマンド 窓及び対応するコマンドに関するインタフエースについ
て以下に説明する。
3.1総説 与えることが可能なコマンドは多くの場合、独立命令で
なく目的効果をもつ。言い換えるとこれらコマンドはオ
ペランドと結合する。このオペランドはユーザーによつ
て特定されるか（例えばモデルの一部を示すか）、又
は、含意即ちオペランドがコマンドに包含されている。
また多くの場合、１つ以上の属性、即ちオペランドに属
する特性が含まれる。例を２つ挙げると、 （コマンド） （オペランド） （属性） 「着色せよ 足を 紫色に」 「回転せよ シリンダを ５度」 上記のコマンド、オペランド及び属性の順序は重要でな
い。例えば異なる順序が（シリンダを選択せよ、コマン
ド「回転」を呼出せ、回転を指示せよ）プログラムでし
ばしば使用される。コマンドにオペランドが欠如したと
きは原則としてコマンドの実行が不可能である。
3.2窓のコマンド プログラムが開始されると多数の窓が出現する（第１
図）： −アイコン窓10 −図形窓12:モデルを図形表示する窓 −構造窓14:モデルを構造表示する窓 −コマンド窓16 3.3アイコン窓 アイコン窓10は、図形窓に入力できる物体の原形、即ち
「一般（current）」形を選択するために使用される。
選択はマウスでカーソルを指示しボタンをクリツクする
ことによつて行なわれる。選択を行なつた後のフイード
バツクは、対応アイコンの輝度の増加によつて示され
る。アイコンの例として、四角形，円柱，四角錐及び球
等が挙げられる。
入力方法については以後の項で説明する。
3.4図形／構造窓 図形窓12及び構造窓14にモデル18がデイスプレイされ
る。前述の如く２つの表示方法が使用される。１つはモ
デルのパーツの寸法及び位置を示し、もう１つはこれら
パーツの構成及び組立を示す。
右下部の窓の構造表示では、モデルの階層構造が木構造
18′の形態で示される。
これら２つの窓は密接に接続されており、従つて、同じ
コマンド機能の一部を夫々分担する。
3.4.1選択 マウスの「選択」ボタンをクリツクすることによつてモ
デルの一部を選択し得る。マウスを用いて図形窓で物体
の一部を指示するか、又は、構造窓14で枝を指示するこ
とによつて選択を行なう。（図形表示及び構造表示の双
方において）異なる色で選択を指示する。
3.4.2複写（第２図） 第２マウスボタン（Ｂ）を押すと、この窓に関して可能
なコマンドを含むポツプアツプメニユー20がデイスプレ
イされる。構造窓及び図形窓は複数の等しいコマンド、
即ち「複写（Copy）」「削除（Cut）」及び「接合（Pas
te）」をもつ。「複写」は、このときに選択されたモデ
ルの部分22がバツフアに配置されるのを確保する（従つ
てモデルは変わらない）。選択が行なわれないときは、
通知「選択エレメント無」が現われる。
3.4.3削除 このコマンドはモデルの選択部分を削除し、該部分をバ
ツフアに配置する（モデルが変化する）。選択される部
分がないときは、通知「選択エレメント無」が現われ
る。
3.4.4接合（第３図，第４図） 「接合」は、複写コマンド又は削除コマンドによつてバ
ツフアに配置されていた部分22を該当時点で選択された
物体の対応部分に接合する。「接合」コマンドの実行に
よつてバツフアは空にならない。従つて、同一部分を複
数回接合することによつて極めて簡単に複数コピーを得
ることが可能である。接合バツフアが空になると、通知
「接合バツフア空」が現われる。
3.5構造窓 構造のみに使用されるコマンドを以下に説明する。
3.5.1開／閉（第５図） このコマンドでは、カーソル26によつて指示される構造
の接合24が、閉鎖しているときは開き、開いているとき
は閉鎖される。「接合が開いている」とは、構造窓に下
端の枝28がデイスプレイされることを意味する（「接合
が閉鎖している」ときは逆に、表示されていた枝28が消
去される）。
ユーザーはしばしば、モデルの限定部分（従つて実際に
は１つの枝）にのみ関係又は関心をもつ。かかる場合に
は木全体の描画は混乱のもとになる（多くの場合、全開
状態の木が構造窓に収容できないことは言うまでもな
い）。
3.5.2リネーム（第６図） ネームのない接合をもつ構造表示は表示が皆無であるこ
とだけをユーザーに伝えるので、ユーザーが論理的ネー
ム付けを行なうことができるようにしておく必要があ
る。接合を指示し、ポツプアツプメニユー20のリネーム
を選択すると、新しいネーム30のタイプ化、又は古いネ
ームの変更が可能である。
3.5.3挿入（第７図） 構造を拡張するためには、新しい接合の創出が可能でな
ければならない。これは「挿入」又は「付加」によつて
行なうことができる。「挿入」は、新しい（従つて空
の）接合32が命令が与えられたときに指示されていた接
合よりも低い階層レベルで形成されることを確保する。
新しい接合のデイフオルトネームは「タイトル未定」で
ある。論理ネームは「リネーム」で与えられ得る。
3.5.4付加 「付加」は「挿入」に匹敵するが、接合は同じ階層レベ
ルに現われる。デイフオルトネームは同じく「タイトル
未定」である。
3.6図形窓 図形窓にのみ使用されるコマンドを以下に説明する。
3.6.1移動（第８図） モデルの選択された部分は「移動」コマンドによつて移
動できる。これは所望の任意の図面で行なうことができ
る。任意の図面で「移動」コマンドが選択されたときの
カーソル26の位置から２つの軸に最大値に沿つてカーソ
ルの現在位置まで線34（ゴムバンド）が移動し得る。
「移動」コマンドが実際に行なうことは、選択された接
合下方に物体を移動させることではなく、接合の新しい
原点を定義することである（この原点は交差軸によつて
示される。接合下方の全部の物体に関してこれらが定義
されるので、これは枝を移動させるのと同じ効果をも
つ。また完全物体を関与させこれを画面上で移動させる
（ドラツギングdragging）することも可能である。
3.6.2回転（第９図） このコマンドは「移動」コマンドと同様である。原点で
はなく、座標軸の方向を変化させる。これは選択物体の
回転と同じ効果をもつ。完全物体をカーソルによつてリ
アルタイムで回転させることができないときは、回転の
始点と終点とを示す複数の「ゴムバンド」36でこれを指
示する。１図面当り１つの軸（即ち、「画面に垂直な
軸」）に関する回転が可能である。
3.7コマンド窓 この窓では、より総合的な性格のコマンドを含む多数の
メニユーから選択を行なうことが可能である。コマンド
を種々のカテゴリーに分類し、以下の項で説明する。
3.7.1フアイルメニユー 以下のフアイルコマンドがある： −「保存」：フアイルネームを付けてモデルを書き出せ
（デイフオルトネーム使用） −「ロード」：デイスクからモデルを読み出せ −「更新」：メモリのモデルを消去せよ（確認要求） −「プログラム終了」：プログラムを終了せよ（確認要
求） 3.7.2ノートパツド インタフエースは、コマンド窓の「ノートパツドオン」
を選択することによつて呼出されるノートパツド機能を
支持する。ユーザーがこのコマンドを呼出すと直ちに
「透明ノートパツドシート」が図形窓に配置されたこと
を合図として、カーソルが極めて細い鉛筆の表示に変わ
る。ここでユーザーは、 − マウスを移動させマウスボタンＡを押圧することに
よつて描画し、 − カーソルを位置決めしキーボードでテキストを入力
することによつてタイプ化し得る。
画面上のノートパツドの利点は、ノートパツド情報がシ
ステム内に常時存在すること、ユーザーが画面に注意を
向けたままでよいこと、及び上記以外の多くの付加的機
能をノートパツドに割り当てることができることであ
る。
メニユーは以下のコマンドを含む。
−「消去オン／オフ」：消去「モード」と描画「モー
ド」とのいずれかを選択せよ（カーソルは鉛筆と消しゴ
ムとのいずれかを選択する） −「次ページ」：ノートパツドの次ページに移れ −「前ページ」：ノートパツドの前ページに戻れ −「ページクリア」：ノートパツドから表示ページを消
去せよ。確認要求。
3.7.3入力モードメニユー このメニユーは入力のために別のベーシツク素子への理
論的拡張を示す。記載の具体例では原形の入力だけがイ
ンタフエースに作成されている（公知の基本形）。掃引
生成形態への拡張は、比較的容易にインタフエースに集
積され得る。入力モードメニユーに「掃引」が選択され
ると、例えば、アイコンメニユーを特定「掃引」アイコ
ンをもつ別のメニユーによつて置換し、この置換メニユ
ーによつて図形窓に図形を作成することが可能である。
3.7.4軸メニユー（第10図） 「軸メニユー」はモデルの軸系に関する多数の付加コマ
ンドを含む。このために指定されたコマンドは、「移
動」及び「回転」でありこれらは、夫々選択された接合
の軸系の原点及び方向に影響を与える。「軸」コマンド
は以下のコマンドを含む： −「局部」：図形表示は「ワールド座標系」として選択
された接合の軸系38によつて描画される。
−「全体」：図形表示は原点デイフオルトワールド座標
系に関して描画される。
−「回転リセツト」：選択された系の方向をリセツトす
る（即ち、ワールド座標系の方向に等しい） −「移動リセツト」：選択された系の原点をリセツトす
る（即ち、ワールド座標系の原点に等しい） 3.7.5付加メニユー ユーザーインタフエースによる操作を容易にするコマン
ドは、付加メニユーにも組込まれている。
−「ズームリセツト」：デイフオルトズーム設定で表示
せよ −「拡大」：映像拡大 −「縮小」：映像縮小 −「スナツプオン／オフ」：スナツプ機能をオン又はオ
フに切換えよ（「スナツプ」は位置を識別してカーソル
が最も近い位置に飛ぶことを確保する。） −「グリツドオン／オフ」：カーソルは（調整可能な）
（スナツプと同等の）グリツドに存在する位置を「優先
的」に選択する。
4.通知 プログラムの種々の場所でシステムの通知がユーザーに
与えられる。「返答」を要する通知と単なる「情報用」
通知とは区別されている。前者の例はフアイルの読込み
である。これに対する応答は、「フアイルネームをロー
ドせよ」という通知である。次にユーザーは適当なネー
ムにタイプ化し得る。後者の例はエラー通知（例えば
「選択無」）である。通知は別個の（小）窓で生じる。
通知が画面上で可動位置又は固定位置を有していてもよ
い。返答を要する通知はユーザーの予定操作の結果なの
で固定位置に現れる。従つてユーザーは通知が現われる
位置を知つている。エラー通知は非固定位置、例えばカ
ーソルの近傍に現われる。エラー通知は通常、ユーザー
による誤操作の結果として生じるのでユーザーは通知を
全く予測していない。この場合、通知が固定位置に現わ
れるようになつているとすると見落し易い。その解決策
としては、通知に伴なつて侵入音警報信号を導入する
（「ブリツプ」）。カーソルの近傍に（ユーザーの注意
が最も行届く場所）通知を入れると、この警告ノイズが
不要になる。
通知がいつ読み取られるかはシステムには明らかでない
（特に返答が不要な通知に関してそう言える）。１つの
可能性としては、所与の時間（例えば５秒間だけ）画面
に通知を維持する。しかし乍ら、通知見落しの危険をな
くすためにはユーザーが確認を与えるようにするほうが
確実である。確認はマウスボタンＢを押圧することによ
つて与えられる。エラー通知の場合には「了解」を含む
ポツプアツプメニユーが現われる。返答を要する通知の
場合には、「了解」又は「取消」を選択させるメニユー
が現われる。「取消」は、通知を生じさせた操作が遮断
されることを確保する。
5.原形の入力 ４種類の原形がインタフエースから入力される。原形
は、四角柱、円柱、四角錐及び球から成る。従つて、４
つの形が全て入力される。入力プロセスは以下の複数段
階を含む。
1. 対応するアイコンを左端窓10で点滅させることによ
つて原形を選択する。
2. （矢印形から十字形に変化した）カーソルによつて
３つの画面の１つに位置を指示してボタンＡを押す。
3. 第２段階で選択された位置とカーソル位置との間に
選択された原形の「ゴム（rubber）」像が現われる。
「ゴムバンド（rubber band）」の形状はどの原形が入
力されたかに依存する（四角柱：矩形，円柱：円，球：
円，四角錐：三角形）。
ボタンＡを再度押してこの段階を終了する。次に、１つ
の画面での形状を決定する。即ち、２つの座標軸に関す
る形状を確定する。関連する座標軸は選択画面に依存す
る。
4. 第３座標軸を決定するために、残りの２つの画面の
１つに変換する。この画面で第３位置をカーソルによつ
て指示しボタンＡを押圧する。この位置では関連座標は
１つでよい（例えば第１画面に欠如していた座標）。
5. ここで欠如画面が第４段階で選択された位置とカー
ソル位置との間に現われる。再度ボタンを押すことによ
つて操作を終了する。これにより原形の位置と寸法とが
完全に決定されモデルの最終部分となる。
操作の実行に必要な段階の数が増加すると、これに伴な
つてエラーの危険も増大するので、ユーザーは、マウス
ボタンＢを押すことによつて各段階で「解除」を行な
う。次に、コマンド「解除」を含むポツプアツプメニユ
ーが現われる。これを選択するとプログラムはいわば１
段階戻る。「解除」を複数回連続して選択すると１段階
ずつ戻つて段階１まで戻ることが可能である。更に「解
除」を選択すると、プログラムが入力モードでなくなる
（カーソルが十字形から矢印形に戻る）。
段階３の記載で説明したように、入力に使用される原形
は種々の特性図面をもつ。例えば、四角柱の図面の全部
が矩形であり、円柱は１つの円形図面と２つの矩形図面
とをもつ。種々の原形に対して一定の入力順序を維持す
る。四角柱と球との場合は、どの図面でも同じ形になる
ので入力順序はあまり重要でない。円柱及び四角錐では
事情が異なる。最初にベーシツク平面を入力する（円
柱：矩形，四角錐：矩形）。残りの２つの図面には唯１
つの形しか残らない（円柱：円，四角錐：三角形）。例
えば円柱の第一図面として矩形を描画すると、ユーザー
は第三図面が矩形であるか円形であるかを指示しなけれ
ばならない。これは入力手順の段階が増えることにな
る。
6. 実施例 インタフエースの動作を具体的に説明するために、設計
図の一例の処理手順について以下に説明する。この実施
例は動作の状態と機能との概略を理解するための簡単な
説明である。
−モデルの階層構造を右下部の窓14の構造表示中の木構
造18′の形態で示す。この構造で枝「アーム」がカーソ
ル26で指示され、マウスボタンＡを押圧して選択される
（第11図）。
−選択が行なわれたことを示すために、枝「アーム」と
その下の他の全てとを構造表示中で高輝度にして強調す
る。図形窓（図形表示）についても同様にする（第12
図）。
−Ｘ軸のまわりでアームを回転させることを決定する。
これは第13図の左上図面で行なう。回転は図示の軸系38
の中心点のまわりで行なわれる。
−マウスボタンＢを押すとポツプアツプメニユー20が現
われる。このメニユーからコマンド「回転」を選択する
（第14図）。
−軸系38の中心点から２つの「ゴムバンド」36が現われ
る。一方は「回転」コマンドが与えられた点に向かつて
おり、他方はカーソルの現在位置に向かつている。これ
らの２つの線によつて形成される角度が回転の大きさを
示す。マウスボタンを再度押圧してコマンドを終了させ
る（第15図）。
−コマンドの終了後、モデルの選択部分に回転を付加
し、全体を描き直す（第16図）。
−カーソルを構造表示18′にする。ネーム「人間／個
人」をもつ枝を指示する（第17図）。
−次にコマンド「開／閉」を与える。これは、「人間」
下の全てが可視から不可視に又は不可視から可視に変換
されることを意味する。モデルに対するその他の変化は
生じない。開／閉は構造窓14のモデル表示にのみ影響を
与える（第18図）。
−ボタンＡで「個人」を選択する（第19図）。
−コマンド「複写」を選択する。これは選択されたモデ
ルの一部（この場合は人間／個人）がバツフアに複写さ
れることを意味する（第20図）。
−次に「接合」を実行すると、作成直後のコピーが選択
エレメントに接合される。従つて、「人間」の下にネー
ム「個人」をもつ２つの接合が存在する（第21図）。
−しかし乍ら、コピーは原画と同じ場所に作成されるの
で、唯１人の人間が図形表示18に示される（第22図）。
−従つて、第２の人間の移動を実行しなければならな
い。従つて先ず、左上画面の１点、この場合、軸系の原
点を指示する（第23図）。
−この画面で、ポツプアツプメニユー20からコマンド
「移動」を選択することによつてｘ又はｙ方向の移動が
可能である（第24図）。
−この時点で「移動」コマンドが終了するならば、先に
指示された点がどこに行くべきかを指示する「ゴムバン
ド」34が現われる。マウスボタンＡを押圧して終了する
（第25図）。
−ここでモデルの選択部（「第２の」個人）が指定され
た場所に到達し、モデルが再度描き直される（第26
図）。
本発明は記載の具体例に限定されない。当業者によれば
該具体例の種々の変更が可能であり、これら変更は特許
請求の範囲の定義に包含される。
【図面の簡単な説明】
第１図から第10図は本発明方法の種々の段階中にCADシ
ステムデイスプレイに表示される情報の例、第11図から
第26図は本発明方法の特定具体例においてデイスプレイ
上に現われる情報の変化を示す。 10……アイコン窓、12……図形窓、14……構造窓、16…
…コマンド窓、20……ポツプアツプメニユー、26……カ
ーソル。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コンピユータ内で二次元又は三次元物体の
    モデルを生成且つ処理し該モデルをデイスプレイに再生
    するために、 − 前記モデルが、移動、回転、拡大、縮小の如き幾何
    学演算及び／又は交差点、微分点の接続、形成の如きブ
    ール演算を用い、ユーザーの命令に従つて、コンピユー
    タに記憶されるか又は入力されたデータによつて既に決
    定された形態をもつ要素から構成され、該要素はまた、
    下位の階層レベルの要素から構成され得るものであり、 − 入力デバイスを介してユーザーによつて位置制御さ
    れるポインタとコマンドメニユーとがデイスプレイ上の
    モデルの像の外部に表示され、ユーザーがデイスプレイ
    上の関連場所をポインタでマークすることによつてモデ
    ルの特定部位と特定コマンドとを選択し得る方法におい
    て、 − 各階層レベル内の各要素に対し、１つのワードと、
    前記要素と上位又は下位の階層の要素との間の階層関係
    に関するデータとが記憶されており、 − 構造ダイヤグラムがデイスプレイ上に再生され、該
    ダイヤグラム中で要素は所属する上位の要素の対応場所
    でワードによつて指示され、 − 演算命令を入力するときにユーザーが構造ダイヤグ
    ラム中の１つの要素をポインタでマークすると、指示要
    素と関連するより低いレベルの要素とに関する演算が行
    なわれることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】物体の表示又は構造ダイヤグラム中でポイ
    ンタによつてマークされるエレメントが、物体の表示及
    び構造ダイヤグラム中で特殊な輝度、色等によつて光学
    的に目立つように再生され、該エレメントと協働するよ
    り低い階層の種々のエレメントも同様にして再生される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
  3. 【請求項３】構造ダイヤグラム中の１つのエレメントを
    指示し、所与の命令を入力した後に、コンピユータ内の
    モデルの対応する表示又は変換中の物体の像再生を行な
    うことなく、構造ダイヤグラム中の該エレメントと協働
    するより低いレベルのエレメント全部が除去されること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
    方法。
  4. 【請求項４】物体の１つのエレメントが像再生又は構造
    ダイヤグラム中でマークされた後に、入力デバイスを介
    したユーザーによるその後の命令入力に応じて、選択す
    べき所与の命令群を含むメニユーが置換され、メニユー
    は、その後の入力命令の時点でポインタが存在していた
    場所でデイスプレイに表示されることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】メニユーを呼出すときにポインタがモデル
    の像再生用のデイスプレイ窓に存在するとき、メニユー
    中の命令の種類は、メニユーを呼出すときにポインタが
    構造ダイヤグラム再生用のデイスプレイ窓に存在すると
    きに現われるメニユー中の命令の種類とは異なつている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の方法。
  6. 【請求項６】４つの窓が２×２行列の形態でデイスプレ
    イに表示され、３つの窓が物体の正面図、側面図及び平
    面図を再生する図形窓として使用され、第４の窓は構造
    ダイヤグラム再生用に使用されることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項７】四角柱、四角錐、球又は円柱の如き幾何学
    的基本要素を概略的に再生する別の窓がデイスプレイに
    表示され、ポインタによつてマークされる基本要素が１
    つ又は複数の図形窓に転送されることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】図形窓に転送される基本要素に関連するワ
    ードが、処理中の要素と関連した下位レベルの要素とし
    て構造ダイヤグラムに入力されることを特徴とする特許
    請求の範囲第７項に記載の方法。
  9. 【請求項９】多数の完全デイスプレイに関するデータが
    コンピユータに記憶されており、使用者の選択に従つて
    対応する表示が再生中のデイスプレイに付加的に表示さ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第８項
    のいずれかに記載の方法。
JP62082166A 1986-04-02 1987-04-02 コンピユ−タ内で二次元又は三次元物体のモデルを生成且つ処理し前記モデルをデイスプレイに再生する方法 Expired - Lifetime JPH0789378B2 (ja)

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NL8600831 1986-04-02

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JPS6324364A JPS6324364A (ja) 1988-02-01
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