JPH08138084A - 図形表示装置 - Google Patents

図形表示装置

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JPH08138084A
JPH08138084A JP6272413A JP27241394A JPH08138084A JP H08138084 A JPH08138084 A JP H08138084A JP 6272413 A JP6272413 A JP 6272413A JP 27241394 A JP27241394 A JP 27241394A JP H08138084 A JPH08138084 A JP H08138084A
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JP
Japan
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mouse
line
viewpoint position
movement
movement amount
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JP6272413A
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English (en)
Inventor
Koichi Yamamoto
浩一 山本
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 所望の3次元図形を容易な操作で表示できる
ようにする。 【構成】 演算装置10内に設けられている記憶装置1
2には、マウス14の単位操作当たりの3次元図形の移
動量や回転量が記憶してある。マウス14を操作する
と、この記憶装置12に記憶されている移動量などに基
づいて表示図形の移動が行われる。このため、CRTデ
ィスプレイ16に表示されている3次元図形を回転させ
たり、移動させたりする操作は、マウス14を操作する
ことで容易に行える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば車両部品の設
計を行なう際に用いられるCAD装置において、設計後
の部品を容易な操作で任意の位置から見ることができる
図形表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、CAD装置は製品設計の一助を担
うコンピュータとして多用されている。
【0003】このCAD装置は、製品の設計を簡単に行
なうことができると同時に、その設計変更も従来の図面
による場合よりも簡単に行なうことができ、さらには、
設計後の製品を3次元表示させて任意の方向から見るこ
ともできるようになっている。このため、実際の試作を
行なわなくとも、ある程度の設計ミス等は確認すること
ができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のCAD装置にあっては、設計完了後の製品の
3次元図形を表示させるには非常に面倒な操作を必要と
し、また、この操作によって表示される図形も必ずしも
真に操作者の望んでいる図形であるとは言えない場合が
多かった。このような場合には、操作者は再度の操作を
強いられることになり、非常に繁雑な思いをさせられる
ことになる。
【0005】たとえば、3次元の図形を表示させようと
する場合には、その部品をどの方向から見るかをマウス
を用いて指定し、次に見る位置,つまり視点をやはりマ
ウスを用いて指定し、次に仰角を指定するという操作を
経て始めて三次元図形の表示をさせるための設定が終了
する。この指定によって表示をさせたところ、操作者の
望む図形ではなかった場合には、同様の操作を再度行な
って表示をさせる。それでもまだ望みの図形が表示され
なかった場合には、再度の入力を必要とする。つまり、
望む図形が得られるであろうと思われる位置などを操作
者が入力し、この入力による表示をさせてみて始めて望
む図形であるのか、そうではない図形であるのかの判断
ができることになるから、望む図形が得られるまでには
相当の時間を要し、実際にはほぼこれで良いであろうと
思われる図形が表示された時点で、いわば妥協してその
図形による設計良否の検討などを行なっていた。
【0006】本発明は、このような従来の表示操作の繁
雑さを解消するためになされたものであり、非常に簡単
な操作で所望の位置,方向から見た3次元図形の表示を
させることができる図形表示装置の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、予め記憶装置に記憶させてある図形情報を
入力し、当該入力した図形情報に視点位置、視線方向の
設定に基づく演算を行なって3次元図形を表示する図形
表示装置において、当該視点位置および視線方向の設定
を行うマウスと、当該マウスのローラーの単位移動量当
たりの視線方向の移動量を記憶する視線方向移動量記憶
手段と、前記マウスにおけるマウスボタンの1クリック
当たりの視点位置の移動量を記憶する視点位置移動量記
憶手段と、前記マウスの操作による前記マウスローラ移
動量および前記マウスボタンのクリック回数に基づい
て、前記視線方向移動量記憶手段に記憶されている単位
移動量当たりの視線方向の移動量および前記視点位置移
動量記憶手段に記憶されているマウスボタンの1クリッ
ク当たりの視点位置の移動量を参酌し、表示されている
3次元図形の回転量あるいは移動量を演算する演算手段
とを設けたことを特徴とする。
【0008】また、前記演算装置は、現時点で与えられ
ている視点位置と視線方向とに基づいて注目点位置を求
め、当該視点位置と注目点位置とから求めた両者の距離
に応じて、前記マウスの操作感度を変更する操作感度変
更手段をさらに有することを特徴とする。
【0009】前記演算装置は、現時点で与えられている
視点位置と視線方向とに基づいて注目点位置を求め、当
該視点位置と注目点位置とから求めた両者の距離が負と
なった場合には、前記マウスによる操作を無効とするこ
とを特徴とする。
【0010】前記視線方向移動量記憶手段に記憶されて
いる前記マウスのローラーの単位移動量当たりの視線方
向の移動量は、キーボードの操作によって任意に設定変
更可能とされていることを特徴とする。
【0011】前記視点位置移動量記憶手段に記憶されて
いる前記マウスにおけるマウスボタンの1クリック当た
りの視点位置の移動量は、キーボードの操作によって任
意に設定変更可能とされていることを特徴とする。
【0012】
【作用】このように構成した本発明の図形表示装置は、
それぞれの構成毎に次のように作用する。
【0013】表示されている3次元図形の見る位置や見
る方向を変更するために、マウスを動かしたり、マウス
ボタンを操作したりすると、演算手段はそのマウスの操
作に応じて、前記視線方向移動量記憶手段に記憶されて
いる単位移動量当たりの視線方向の移動量および前記視
点位置移動量記憶手段に記憶されているマウスボタンの
1クリック当たりの視点位置の移動量を参酌し、表示さ
れている3次元図形の回転量あるいは移動量を演算す
る。そして、この演算結果によってマウスの操作により
見る位置や方向が変更された3次元図形が表示される。
【0014】つまり、操作者の望む3次元画像が得られ
るまで、マウス操作を行うだけでその操作に応じた3次
元画像が得られることから、操作性が格段に向上するこ
とになる。
【0015】また、前記演算装置は、現時点で与えられ
ている視点位置と視線方向とに基づいて注目点位置を求
め、当該視点位置と注目点位置とから求めた両者の距離
に応じて、前記マウスの操作感度を変更する操作感度変
更手段をさらに有しているので、たとえば注目点位置に
近付くにしたがってマウスボタン1クリック当たりの移
動量を小さくするというようなことも可能となり、さら
に操作性を向上させることができる。
【0016】さらに、前記演算装置は、現時点で与えら
れている視点位置と視線方向とに基づいて注目点位置を
求め、当該視点位置と注目点位置とから求めた両者の距
離が負となった場合には、前記マウスによる操作を無効
とするようにしてあるので、視点が注目対象物の内部に
入り込んでしまうというような誤操作を防止でき、操作
上の無駄を最小限にし、操作の効率化を図ることが可能
となる。
【0017】前記視線方向移動量記憶手段に記憶されて
いる前記マウスのローラーの単位移動量当たりの視線方
向の移動量は、キーボードの操作によって任意に設定変
更可能とされているので、図形を少しづつ動かしたい場
合や逆に大きく動かしたい場合などにも容易に対処する
ことができるようになる。
【0018】前記視点位置移動量記憶手段に記憶されて
いる前記マウスにおけるマウスボタンの1クリック当た
りの視点位置の移動量は、キーボードの操作によって任
意に設定変更可能とされているので、図形を少しづつ動
かしたり回転したりする場合や逆に大きく動かしたり回
転したりする場合などにも容易に対処することができる
ようになる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は、本発明にかかる図形演算装置の概略構
成を示すブロック図である。
【0020】この図形演算装置は、外観においては従来
の装置と全く同一であるが、その内部的な機能は異なっ
ている。演算装置10には記憶装置12が内蔵されてい
るが、この記憶装置12には、予め入力された各種の図
形データやマウス14の操作量に応じた移動量に関する
データや3次元の図形表示を実行するためのプログラム
が記憶されている。マウス14は、本発明においては非
常に重要な役割を担うものであり、このマウス14の操
作によって任意の方向から見た3次元図形を容易に表示
させることができるようになっている。CRTディスプ
レイ16は、演算装置10によって演算された2次元あ
るいは3次元の図形を表示させるものである。
【0021】本発明装置で使用するマウス14には、そ
の底部に2方向の移動量を検出する図示されていないマ
ウスローラが設けられている。また、その上面には、図
2に示すように3次元図形をある軸を中心として回転さ
せるマウスボタンCBと、視点を所定の方向に平行移動
させるマウスボタンLB,RBとが設けられている。な
お、キーボード18は、記憶装置12に記憶されている
マウスローラーの単位移動量当たりの視線方向の移動量
やマウスボタンCB,RB,LBの1クリック当たりの
視点位置の移動量を再設定したり、マウスの操作感度を
変更する場合に使用されるものである。
【0022】本発明装置の構成は以上の通りであるが、
本発明装置がどのようにして3次元図形を表示するか、
その概略の動作を図3のフローチャートに基づいて説明
する。
【0023】ステップ1 まず、3次元図形を表示させるためにビューの指定を行
なう。このビューの指定とは、簡単に言えば、ワールド
座標系に対する視野座標系の位置,姿勢を与えることで
ある。本発明装置においては、この指定をマウス14の
操作のみによって簡単に行なうことができるようにして
ある。この指定の処理の詳細は後述する。視野座標系の
イメージが図4(A)に示してある。この座標の原点を
視点と称し、この視点からどの方向を見るかを示したの
が、視線ベクトルVCである。なお、この視線ベクトル
VCは、視野座標系のZ軸方向とは逆の方向の単位ベク
トルである。
【0024】図2に示したマウス14の操作で視点の位
置,方向を設定するのであるが、マウス14を動かすこ
とによってマウスローラの回転量に応じた視点方向の回
転が指令され、マウスボタンCBを操作することによっ
て視線方向回りの回転が指令され、マウスボタンLB,
RBの操作によって視点の視線方向の移動が指令され
る。
【0025】ワールド座標系は、図形の表示のために設
定されている座標系であって、図4(B)に示すような
イメージとなっている。
【0026】このステップでは、図4(A)に示したよ
うな視野座標系においてマウス14の操作によって設定
した視点や視線方向を図4(B)に示したようなワール
ド座標系に対して与えるという処理を行なうのである。
【0027】ステップ2 上記のステップでワールド座標系に対して与えた視野座
標系における視点や視線方向を勘案して、演算装置10
の記憶装置12から取り出した図形データを視野座標系
に適合するように座標変換する。なお、この図形データ
は、入力時における個々の定義座標系からワールド座標
系に変換されて記憶されている。この座標変換の手法は
一般的に行なわれているものであり、また、本発明の要
旨とは直接に関係するものではないので、この手法を詳
細に説明することは省略する。
【0028】ステップ3 上記の処理が行なわれることによって、操作者の指定し
た点において指定した方向から見た3次元図形を表示さ
せるためのデータが揃うわけであるが、このデータに基
づいてそのままCRTに表示させたのでは、CRT画面
の領域全体に渡って無制限に3次元図形が表示されてし
まうので、これを制限するために3次元クリッピングの
処理が行なわれる。
【0029】具体的には、図5に示すように、各図形要
素について視点と視野の前後面、上下面および側面から
はみだした部分を表示しないようにする処理を行なう。
【0030】ステップ4,5 そして、上記のようにして3次元クリッピングの処理が
施された部分を図5に示したスクリーン面に投映するた
め、図形データを視野座標系からスクリーン座標系に変
換するための透視変換処理が行なわれ、この結果がCR
Tディスプレイ16に表示されることになる。
【0031】図6に示したフローチャートは、図3に示
したフローチャートのステップ1の処理をさらに細分化
した処理を示すものである。このフローチャートは、本
発明の要旨を示すものである。
【0032】ステップ10 まず、演算装置10は、ビューの指定処理のモードが、
従来から行なわれている通常の指定方法によるモードと
なっているのか、マウス14の使用によりビューの指定
を行なうモードとなっているのかを判断する。
【0033】ステップ11 上記のモードが従来から行われている通常の指定方法を
選択するモードである場合には、通常の指定処理が行わ
れ、この処理が終了したら図3のステップ2の処理が行
われる。なお、通常の指定処理とは、キーボードを用い
て直接視点や視線方向を指定したり、マウスを用い、画
面上のメッセージをアイコンで選択して視点や視線方向
を指定したりする処理である。
【0034】ステップ12 演算装置10は、記憶装置12に記憶されている現在の
ビュー情報を取り出して、これを別の記憶領域に記憶さ
せる。
【0035】ステップ13 次に、演算装置10は、CRTディスプレイ上に定義さ
れているドローイングエリアの中心にマウスの原位置を
定義して、この位置をC(Xc,Yc)とする。
【0036】ステップ14 ステップ12で記憶した現在のビュー情報から、注目対
象および注目点Pfを求め、さらに、この注目対象から
得られる視点Pvと注目点Pfとから両者間の距離Lを
求める。この距離Lは、次の式を演算することによって
求めることができる。
【0037】L={(Xf−Xv)2 +(Yf−Yv)
2 +(Zf−Zv)2 }1/2 ただし、Pf=(Xf,Yf,Zf)、Pv=(Xv,
Yv,Zv)とする。
【0038】この演算によって得られた距離Lに応じ
て、ビュー操作における感度,すなわちマウスの操作感
度K1,K2,K3,K4を決定する。たとえば、下の
表のように感度が決定される。
【0039】 0 ≦L≦500 500≦L≦2000 2000≦L≦5000 ≧5000 K1 6 2 1 1/2 K2 6 2 1 1/2 K3 6 2 1 1/2 K4 1/6 1/3 1 2 このような割り付けにおいて、演算された距離Lが2000
≦L≦5000であれば、感度が1に設定されるが、L≦50
0 では、感度が6に設定される。つまり、距離が小さい
ときには視線移動の感度を低くし、逆に距離が大きい時
には感度を高くする。
【0040】なお、感度の自動設定モードをオフにして
おけば、このステップの処理が行われないようにしても
良いし、感度を操作者が任意に設定することができるよ
うにしても良い。このようなモードのオフの選択や感度
の任意設定が可能であれば、操作性がさらに向上するこ
とになる。
【0041】また、さらに、現在のビュー情報が図形の
内部に入り込んだ場合の情報である場合には、上式で得
られる距離Lの値が負になることがあるが、このような
事が起こるとビュー情報の再設定を要することから、こ
のようなことが起こらないように、つまり、距離Lが負
とならないように擦れば、さらに操作性の向上が図れ
る。
【0042】ステップ15 以上の処理が終了したら、演算装置10はマウス14の
操作による入力待ちの状態に設定される。
【0043】ステップ16 この入力待ちの状態でマウス14が移動され、マウスロ
ーラが動いたとすると、演算装置10はこのマウスロー
ラの移動量から表示しようとする3次元図形の回転角
α,βを演算する。
【0044】たとえば、マウス14を移動させたときに
は、図8に示すように回転前の視線ベクトルVcがα上
方向に回転し、β右方向に回転して視線ベクトルVc′
とされる。この演算は下記の行列式によって行われる。
【0045】
【数1】
【0046】ステップ17 この入力待ちの状態においてマウス14の中央に位置す
るマウスボタンCBをクリックした時には、1クリック
毎に視線ベクトルVcを軸中心に回転させる演算が行わ
れる。1クリック当たりどの程度回転させるかを示した
定数Aは、記憶装置12に予め記憶してある。なお、こ
の定数は、操作者が自由に設定することができるように
してあれば、操作性は向上することになる。
【0047】たとえば、マウスボタンCBをクリックし
た場合には、図8に示した視線ベクトルVcがγ回転す
ることとなり、3次元図形が視線方向ベクトルを軸とし
て回転することになる。この演算は下記の行列式によっ
て行われる。
【0048】
【数2】
【0049】ステップ18 また、入力待ちの状態においてマウス14の両側に位置
するマウスボタンLB,RBをクリックした時には、1
クリック毎に視線ベクトルVcを視線方向に平行移動さ
せる演算が行われる。1クリック当たりどの程度移動さ
せるかを示した定数Bは、記憶装置12に予め記憶して
ある。なお、この定数は、操作者が自由に設定すること
ができるようにしてあれば、操作性は向上することにな
る。
【0050】たとえば、マウスボタンRBをクリックし
た場合には、そのクリックの回数に応じた距離ΔPだけ
視点を移動させる。この距離ΔPは、1クリック当たり
の設定移動量をCとしてマウスボタンLBが左方向
(+),マウスクリックRBが右方向(−)であるとす
ると、次の式で演算される。
【0051】ΔP=C×Vc(LBをクリックした時) ΔP=−C×Vc(RBをクリックした時) なおVcは現在の視線ベクトルである。
【0052】また、上記と同様に行列式で演算する場合
には下記のような演算が行われる。
【0053】
【数3】
【0054】ステップ19 演算装置10は、ステップ16からステップ18のマウ
ス14による入力に基づいて、新たな視野座標系Tcを
演算する。なお、視点Pvと注目点Pfとから求めた両
者間の距離Lよりも移動量ΔPが大きくなってしまう
と、視点が注目対象物内に入り込んでしまう恐れがある
ので、その旨をメッセージ表示して、このような場合に
は視点移動が行えないような、視点移動規制モードを設
けるようにすれば、操作性が向上される。
【0055】ステップ20 演算装置10は、上記ステップで求められた視野座標系
に基づいて、3次元図形を再表示する処理を行い、CR
Tディスプレイ16上にこの3次元図形を表示させる。
【0056】ステップ21,22 また、操作途中でビューの指定がキャンセルされた場合
には、記憶したビュー情報Tcを現在のビューとし、演
算装置10は、上記ステップで求められた視野座標系に
基づいて、3次元図形を再表示する処理を行い、CRT
ディスプレイ16上にこの3次元図形を表示させる。な
お、ビューの指定が終了した場合には、そのままメイン
ルーチンに戻り図3のステップ2の処理が行われる。
【0057】このように、本実施例によれば、表示され
ている図形を任意に移動させたいときや回転させたいと
きには、マウス14を動かしたり、マウスボタンをクリ
ックする操作を行うことによって、表示されている3次
元図形を任意に動かすことができることになり、操作者
の望む3次元図形が簡単に得られることになる。
【0058】また、マウス14の操作によって移動する
3次元図形の移動量を、たとえばマウスボタン1クリッ
ク当たりの回転量などを決定する定数、すなわち感度を
操作者が任意に設定することができるようにしているの
で、所望の位置から見た図形を高精度にしかも迅速に得
ることができるようになる。
【0059】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、各請
求項ごとに次のような効果を奏することになる。
【0060】請求項1の構成にあっては、表示されてい
る3次元図形の見る位置や見る方向を変更するために、
マウスを動かしたり、マウスボタンを操作したりするだ
けで、見る位置や方向が変更された3次元図形が表示さ
れるようにしたので、マウス操作を行うだけでその操作
に応じた3次元図面が得られることから、操作性が格段
に向上することになる。
【0061】請求項2の構成にあっては、現時点で与え
られている視点位置と視線方向とに基づいて注目点位置
を求め、当該視点位置と注目点位置とから求めた両者の
距離に応じてマウスの操作感度を変更するようになって
いるので、注目点位置に近付くにしたがってマウスボタ
ン1クリック当たりの移動量を小さくするというような
ことも可能となり、さらに操作性を向上させることがで
きる。
【0062】請求項3の構成にあっては、現時点で与え
られている視点位置と視線方向とに基づいて注目点位置
を求め、当該視点位置と注目点位置とから求めた両者の
距離が負となった場合には、マウスによる操作を無効と
するようにしてあるので、視点が注目対象物の内部に入
り込んでしまうというような誤操作を防止でき、操作上
の無駄を最小限にし、操作の効率化を図ることが可能と
なる。
【0063】請求項4の構成にあっては、マウスのロー
ラーの単位移動量当たりの視線方向の移動量は、キーボ
ードの操作によって任意に設定変更可能とされているの
で、図形を少しづつ動かしたい場合や逆に大きく動かし
たい場合などにも容易に対処することができるようにな
る。
【0064】請求項5の構成にあっては、マウスにおけ
るマウスボタンの1クリック当たりの視点位置の移動量
は、キーボードの操作によって任意に設定変更可能とさ
れているので、図形を少しづつ動かしたり回転したりす
る場合や逆に大きく動かしたり回転したりする場合など
にも容易に対処することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる図形表示装置の概略構成図で
ある。
【図2】 図1に示したるマウスの詳細図である。
【図3】 本発明にかかる図形表示装置の概略の動作を
示すフローチャートである。
【図4】 (A)は、視野座標系の説明図であり、
(B)は、ワールド座標系の説明図である。
【図5】 3次元クリッピング処理の説明図である。
【図6】 ビューの指定処理を示すフローチャートであ
る。
【図7】 ドローイングエリアの説明に供する図であ
る。
【図8】 マウスの移動操作、クリック操作による視線
ベクトルの回転を説明するための図である。
【図9】 マウスのクリック操作による視線ベクトルの
移動を説明するための図である。
【符号の説明】
10…演算装置、 12…記憶装置、 14…マウス、 16…CRTディスプレイ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06F 17/50

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予め記憶装置に記憶させてある図形情報
    を入力し、当該入力した図形情報に視点位置、視線方向
    の設定に基づく演算を行なって3次元図形を表示する図
    形表示装置において、 当該視点位置および視線方向の設定を行うマウス(14)
    と、 当該マウス(14)のローラーの単位移動量当たりの視線方
    向の移動量を記憶する視線方向移動量記憶手段(12)と、 前記マウス(14)におけるマウスボタン(CB,RB,LB)の1ク
    リック当たりの視点位置の移動量を記憶する視点位置移
    動量記憶手段(12)と、 前記マウス(14)の操作による前記マウスローラ移動量お
    よび前記マウスボタンのクリック回数に基づいて、前記
    視線方向移動量記憶手段に記憶されている単位移動量当
    たりの視線方向の移動量および前記視点位置移動量記憶
    手段に記憶されているマウスボタンの1クリック当たり
    の視点位置の移動量を参酌し、表示されている3次元図
    形の回転量あるいは移動量を演算する演算手段(10)とを
    設けたことを特徴とする図形表示装置。
  2. 【請求項2】 前記演算装置(10)は、現時点で与えられ
    ている視点位置と視線方向とに基づいて注目点位置を求
    め、当該視点位置と注目点位置とから求めた両者の距離
    に応じて、前記マウスの操作感度を変更する操作感度変
    更手段(10,12)をさらに有することを特徴とする請求項
    1記載の図形表示装置。
  3. 【請求項3】 前記演算装置(10)は、現時点で与えられ
    ている視点位置と視線方向とに基づいて注目点位置を求
    め、当該視点位置と注目点位置とから求めた両者の距離
    が負となった場合には、前記マウス(14)による操作を無
    効とすることを特徴とする請求項1または請求項2のい
    ずれか1項に記載の図形表示装置。
  4. 【請求項4】 前記視線方向移動量記憶手段(12)に記憶
    されている前記マウス(14)のローラーの単位移動量当た
    りの視線方向の移動量は、キーボード(18)の操作によっ
    て任意に設定変更可能とされていることを特徴とする請
    求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の図形表示
    装置。
  5. 【請求項5】 前記視点位置移動量記憶手段(12)に記憶
    されている前記マウス(14)におけるマウスボタン(CB,R
    B,LB)の1クリック当たりの視点位置の移動量は、キー
    ボード(18)の操作によって任意に設定変更可能とされて
    いることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれ
    か1項に記載の図形表示装置。
JP6272413A 1994-11-07 1994-11-07 図形表示装置 Pending JPH08138084A (ja)

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