JPH08297750A

JPH08297750A - ３次元図形の表示状態変更方法および３次元図形表示装置

Info

Publication number: JPH08297750A
Application number: JP7103313A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Hirota; 克彦広田; Hiroshi Kamata; 洋鎌田; Seiya Shimizu; 誠也清水; Satoshi Kasai; 悟志笠井; Kazumi Shibata; 和美柴田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-04-27
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】変更項目、変更方向を視覚的に表現すること
を可能とし、３次元空間情報の変更に対して直観的イン
タフェースを実現すること。【構成】表示手段２に表示されている３次元図形Ａの
移動、回転、等を行う際、操作の対象となる３次元図形
Ａに関連付けて状態変更指示情報２ａ〜２ｃが表示され
る。ユーザは、マウス等の選択手段３により、表示状態
を変更したい項目、変更方向軸に対応した状態変更指示
情報２ａ〜２ｃを選択したのち、マウス等を移動させ
る。これにより、表示手段２に表示された３次元図形
は、選定された表示状態変更項目、変更方向軸に応じて
表示状態が変更される。例えば、ユーザが状態変更指示
情報２ａの内の移動を指示する矢印を選択した場合、ユ
ーザがマウス等を移動させると、それに対応してＸ軸方
向に３次元図形Ａが移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は３次元図形の表示状態変
更方法および３次元図形表示装置に関し、特に本発明は
表示位置等を会話型で設定・修正するための直観的イン
タフェースを持つ３次元図形の表示状態変更方法および
３次元図形表示装置に関するものである。

【０００２】コンピュータグラフィックスが一般のデザ
イナに浸透し様々なモデリングが行われるにつれ、より
使い易いユーザインタフェースが要求されて来ている。
上記コンピュータグラフィックスにおいては、構築され
た３次元形状の位置、方向、大きさなどの情報を会話的
に設定・修正することが頻繁に行われる。しかし、現状
では、例えば修正したい形状を選択して直接３次元デー
タを入力して設定するか、より会話的な手法としてマウ
ス等の移動量を情報として、位置を変えたり回転してり
サイズを変えたりしている。どちらの場合においても、
ユーザは選択した３次元形状の座標系を認識し、各軸方
向を知った上で入力操作、またはマウス操作をしなけれ
ばならず、直観的な修正方法とは言えない。座標系を認
識させないために、３面図による変更方式も存在する
が、逆に直観的でない場合もある。

【０００３】本発明においては、３次元形状の座標系を
視覚的に表現し、ユーザに座標系を意識させずに直観的
に形状の位置情報を修正・変更でき、かつ、投影図のみ
で設定できるというインタフェースを実現できるため、
３次元形状モデリング過程における会話型な形状の修正
・設定を行うＣＡＤ分野一般に適用可能である。

【０００４】

【従来の技術】図１０、図１１は従来の３次元図形の表
示状態変更方法を示す図であり、同図は、現状では最も
一般的な会話的形状修正方法であるマウス等で設定する
場合を示している。すなわち、修正したい形状を選択し
ておき、移動モードの場合はマウス等の移動量を形状の
移動量として、回転モードの場合は形状の回転量とし
て、さらに、スケールモードの場合は形状のサイズ量と
して会話的に変更するものである。

【０００５】図１０において、（ａ）はマウスで移動さ
せる例、（ｂ）は回転させる例、（ｃ）はスケール変更
する場合を示している。同図に示すように、マウスを用
いて３次元形状図形の表示状態を変更する場合には、予
め、移動、回転、スケーリング等の操作内容をアイコン
等をクリックして指示したのち、マウスを移動量させ移
動量に対応させて、３次元形状図形の表示状態を変更す
る。

【０００６】ここで、マウスの移動量は表示画面上では
２次元であるので、３次元空間の形状の修正量に対応さ
せるため、例えば、図１１に示すように、左ボタンを押
しながらの移動量を３次元空間におけるＸ軸に対する変
化量〔図１１（ａ）〕、中ボタンを押しながらの移動量
をＹ軸に対する変化量〔図１１（ｂ）〕、さらに、右
ボタンを押しながらの移動量をＺ軸に対する変化量〔図
１１（ｃ）〕に対応させる。

【０００７】また、マウスボタンとの対応でなく、図１
１（ｄ）に示すように、直接、「軸メニュー」を選択し
て変更する方法もある。上記したように、３次元形状の
位置、向き、サイズ等の変更したい形状を選択し、マウ
ス等の移動によって会話的に指定していく方法は、例え
ばマウスボタンを座標系内の各軸に対応させるため、３
次元形状の座標系におけるＸ，Ｙ，Ｚ軸を認知しておか
なければ自在な変更ができない。

【０００８】以上のように、図１０，図１１に示した方
法は投影図での変更指示であるため、３次元空間の座標
系を意識しなければならない。そこで、ＣＡＤ等におい
ては、より単純化した３面図による修正方法も用いられ
ている。図１２は上記３面図による形状の位置情報の修
正方法を示す図である。同図において、例えば、正面図
上にマウスがある場合には、画面の上方向をＹ軸、画面
の横方向をＸ軸として移動量に対応させている。そし
て、正面図内でマウスを右に移動すると、同図のに示
すように形状が変更され、また、上面図内でマウスを上
に移動すると、同図ののように形状が変更される。

【０００９】すなわち、この方法では、各図が２軸上で
の表示になるため、マウスの上下、左右の移動量をその
まま各軸の変更量に対応させることができ、座標系の軸
を意識する必要がない。しかしながら、この方法は上面
図、正面図、側面図の表示であるため、直観的な修正方
法とはいえない。以上のように、３次元形状の３次元情
報（位置、回転、スケール）を会話的に修正する場合、
従来の方法は直観的なインタフェースという面で問題が
あった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の方法は、マウス等の移動量を使って３次元情報である
位置やその形状の回転、スケール等を修正していたが、
その変更量を座標系の各軸とマウスボタンに対応させて
いたため、直観的な修正ができないといった問題があっ
た。

【００１１】本発明は上記した従来技術の問題点を考慮
してなされたものであって、本発明は、３次元形状の座
標系を意識させずに変更項目、変更方向を視覚的に表現
することを可能とした、３次元空間情報の変更に対して
直観的インタフェースを実現することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
あり、同図において、１は本発明にかかわる３次元図形
表示装置、２はＣＲＴディスプレイ等の表示手段、３は
マウス等の選択手段である。また、３次元図形表示装置
１において、１ａは３次元図形Ａに対応付けて状態変更
指示情報２ａ〜２ｃを表示する手段、１ｂはマウス等に
より上記状態変更指示情報２ａ〜２ｃが選択されたこと
を判定し３次元図形Ａの表示状態の変更を指示する手
段、１ｃは表示手段２に表示された３次元図形Ａをマウ
ス３の移動量に応じて移動、回転、スケール変更し、そ
の表示状態を変更する手段である。

【００１３】前記課題を解決するため、本発明の請求項
１の発明は、３次元図形の表示状態変更方法において、
３次元図形を表示した画面上に、表示状態の変更を指示
するための状態変更指示情報を３次元形状で表示し、上
記状態変更指示情報を選択することにより、３次元図形
の表示状態を変更するようにしたものである。本発明の
請求項２の発明は、３次元図形を表示した画面上に該図
形に対応付けて該図形の表示状態の変更を指示するため
の状態変更指示情報を３次元形状で表示する第１の手段
と、上記状態変更指示情報を選択する第２の手段と、上
記第２の手段により選択された表示状態に３次元図形の
表示状態を変更する第３の手段を設けたものである。

【００１４】本発明の請求項３の発明は、３次元図形を
表示した画面上に該図形の表示状態の変更を指示するた
めの状態変更指示情報を３次元形状で表示する第１の手
段と、表示状態の変更対象となる３次元図形と、上記状
態変更指示情報を選択する第２の手段と、上記第２の手
段により図形が選択されたとき状態変更指示情報を該図
形に対応付けて表示し、指示された状態変更指示情報に
応じて３次元図形の表示状態を変更する第３の手段を設
けたものである。

【００１５】本発明の請求項４の発明は、請求項２また
は請求項３の発明において、第２の手段により、状態変
更指示情報と、表示状態変更量および／または表示状態
の変更方向を指示させ、第３の手段が、上記第２の手段
により指示された状態変更指示情報と、表示状態変更量
および／または表示状態の変更方向に応じて、３次元図
形の表示状態を変更するようにしたものである。

【００１６】本発明の請求項５の発明は、請求項２，３
または請求項４の発明において、状態変更指示情報を、
３次元図形の表示状態変更を模擬した図形としたもので
ある。

【００１７】

【作用】図１において、表示手段２に表示されている３
次元図形Ａの移動、回転、等を行う際、操作の対象とな
る３次元図形Ａに関連付けて、状態変更指示情報２ａ〜
２ｃを３次元形状で表示する。なお、同図では、移動
（同図矢印）、回転（回転矢印）、スケール変更（円錐
矢印）の状態変更指示情報を同時に画面上に表示した場
合を示しているが、必要なもののみを表示すればよい。

【００１８】ユーザは、表示状態変更項目、変更方向軸
に応じて、マウス等の選択手段３により上記状態変更指
示情報２ａ〜２ｃを選択し、マウス等を移動させる。こ
れにより、表示手段２に表示された３次元図形は、上記
表示状態変更項目、変更方向軸に応じて表示状態が変更
される。例えば、ユーザが状態変更指示情報２ａの内の
移動を指示する矢印を選択した場合、ユーザがマウス等
を移動させると、それに対応してＸ軸方向に３次元図形
Ａが移動する。

【００１９】以上のように、本発明の請求項１〜４の発
明においては、３次元図形の表示状態の変更において、
その変更方向を示す座標系とその変更項目を統合した３
次元形状として表示し、該可視化したツールの選択によ
り３次元図形の表示状態を変更するようにしたので、ユ
ーザは直観的に変更項目、座標系を把握することができ
る。また、３面図などを用いずに投影図のみから３次元
情報を設定することができる。

【００２０】また、本発明の請求項５の発明のように、
状態変更指示情報を、３次元図形の表示状態変更を模擬
した図形とすることにより、ユーザは一層直観的に表示
状態の変更を指示することができる。以上のように、変
更項目のメニューからの選択や表示画面の選択など位置
決定に関係のないアクションを省くことができ、また、
選択形状の座標系や変更したい方向軸等を意識する必要
がないので、３次元形状のモデリング作業の効率化を図
ることができる。

【００２１】

【実施例】図２は本発明の実施例の構成を示す図であ
り、１０は本実施例に係わる３次元図形表示装置、１１
はＣＲＴディスプレイ等の表示装置、１２はマウスであ
り、表示装置１１には同図に示すように３次元図形が表
示される。図３〜図５は本実施例において、表示装置１
１の画面上に表示される状態変更指示情報の一例を示す
図である、図３は移動系の可視化指示情報、図４は回転
系の可視化指示情報、図５はスケール系の可視化指示情
報を示している。

【００２２】図２の３次元図形表示装置１０において、
１０ａは移動、回転等の修正したい形状を選択するため
の修正形状選択部であり、マウス１２等により表示装置
１１に表示された３次元形状をピッキングすることによ
り、修正したい形状が選択される。１０ｂは移動系表示
部、１０ｃは回転系表示部、１０ｄはスケール系表示部
であり、３次元形状がピッキングされると、上記表示部
１０ｂ，１０ｃ，１０ｄにより図３〜図５に示した状態
変更指示情報が表示される。１０ｅは項目動作選択部で
あり、ユーザがマウス１２により図３〜図５に示した状
態変更指示情報をピックすると、項目動作選択部１０ｅ
はピックされた位置から、移動、回転、スケール変更等
の表示状態の変更内容／座標軸を判定し表示状態変更部
１０ｇに送る。また、１０ｆはマウス移動量検出部であ
り、マウスの移動量を検出し表示状態変更部１０ｇに送
る。

【００２３】１０ｈは３次元図形データを保持した３次
元図形データ部、１０ｇは表示状態変更部であり、表示
状態変更部１０ｇは上記項目動作選択部１０ｅから送ら
れた表示状態の変更内容／座標軸、マウス移動量検出部
１０ｆから送られるマウスの移動量に基づき、表示装置
１１上の３次元形状の表示状態を変更する。図６は本実
施例の動作を示すフローチャートであり、同図を参照し
ながら、本実施例における３次元形状の表示状態変更操
作を説明する。

【００２４】まず、マウス１２により画面上に表示され
ている３次元形状の内、表示状態を変更したい形状を選
択する（図６のステップＳ１）。ユーザが表示状態を変
更する図形を選択すると（例えば、図３〜図５に示した
立方体を選択したとする）、表示装置１１の画面上で
は、選択された形状の色が変わったり点滅するなど、選
択された形状が顕示され、また、前記図３〜図５に矢印
等で示した変更項目に対応する座標系が表示される（図
６のステップＳ２〜ステップＳ４）。

【００２５】例えば、移動系の表示の場合には、図３に
示すように、座標系における移動方向をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ
軸に対応して３次元形状で表示する。上記形状は線ある
いは面で構成することができるが、実際の修正が３次元
形状であるので、３次元形状で表示すればユーザは移動
方向等を直観的に把握することができる。また、各軸の
正方向を示すため矢印を付加することも分かりやすくす
るために必要である。さらに、各軸にＸ，Ｙ，Ｚと表示
したり、各軸を色を変えて表示すれば、容易に識別でき
るようになる。

【００２６】回転系表示の場合には、図４に示すよう
に、座標系において回転軸をＸ，Ｙ，Ｚ軸に対応させて
３次元形状で表示し、さらに、その回転方向を矢印等を
付して３次元で表示する。その他は上記した移動系の場
合と同様である。スケール系表示の場合には、図５に示
すように、座標系において、スケールの方向をＸ軸，Ｙ
軸，Ｚ軸に対応させて３次元形状で表示する。

【００２７】その際、上記した移動系表示と区別がつく
ような形状（例えば、同図に示す円錐形状）を選ぶと、
移動系表示とスケール系表示が混在していても機能させ
ることができ、より変更項目の選択を効率的に行うこと
ができる。図７は、移動系、回転系、スケール系表示を
混在させて表示した場合を示す図である。同図では、移
動系、回転系、スケール系表示の座標軸を同一としてい
るが、各系の座標軸を別々にしてもかまわない。また、
必要となる変更項目のみを選んで表示し、簡素化するこ
ともできる。

【００２８】さて、表示装置１１の画面上に図３〜図
５、図７に示すような変更項目に対応する座標系が表示
されると、ユーザは表示されている各系の座標系の一つ
をマウス１２により選択する（図６のステップＳ５）。
これにより、項目動作選択部１０ｅはユーザの選択した
座標系から、変更する座標軸を判定し、表示状態変更部
１０ｇに送る。

【００２９】ここで、ユーザがマウス１２を移動させる
と、マウス１２の移動量がマウス移動量検出部１０ｆに
送られ、表示状態変更部１０ｇは、ユーザが指示した座
標軸について、マウスの移動量に応じて表示装置１１上
の３次元形状の表示状態を変更する（図６のステップＳ
６）。以後、ステップＳ７〜ステップＳ９において、変
更継続、変更項目変更あるいは変更形状選択かを判別
し、変更継続の場合にはステップＳ６に戻り、また、変
更項目変更の場合にはステップＳ５に戻り、さらに、変
更形状選択の場合にはステップＳ１に戻り前記した処理
を行う。

【００３０】図８は画面上に表示された３次元形状を移
動させる場合の操作の一例を示す図であり、同図では移
動系のみを表示した例を示している。同図において、ユ
ーザが表示状態を変更する図形を選択すると、同図
（ａ）に示すように、選択された図形と対応付けて移動
系の指示情報が表示される。ここで、ユーザがマウス等
によりの指示情報を選択すると、の指示情報の色が
変わる等、その情報が顕示され選択済みであることが示
される。

【００３１】の指示情報が選択されると、３次元図形
表示装置１０内では、上記の指示情報がＸ軸方向への
移動変更であると確定し、以後、マウスの移動量をＸ軸
方向への移動変更に対応させる。そして、ユーザがマウ
スを移動させると、それに応じて図８（ｂ）に示すよう
に３次元図形が移動する。

【００３２】ここで、マウスを移動させるとき、既に変
更方向が確定しているので、マウスボタンの選択に関係
なく図形を移動させることができる。また、ユーザは移
動方向の指示情報を既に選択しているので、マウスの移
動方向を意識する必要はなく、ユーザが選択した指示情
報の方向に移動させることができる。また、図８におい
て、と（Ｙ軸方向に対応）の指示情報を選択した場
合には、両方の方向にマウス移動量を対応させ、両方向
へ３次元図形を移動させることもできる。

【００３３】さらに、前記図７に示したように、移動
系、回転系、スケール系表示を混在させて表示した場合
には、ユーザが、例えば、同図におけるの指示情報を
選択すると、その時点でが回転を模擬した印であるこ
とから変更方向が回転であり、ユーザが意識していなく
てもＺ軸回りの回転であることが決定される。そこで、
ユーザがマウスを移動させると、マウスの移動量をＺ軸
回りの回転量に対応させ、３次元図形の表示状態が変更
される。

【００３４】ここでも、複数軸の選択により複数軸での
変更が可能である。また、複雑になるが、複数の変更項
目を選択して複数変更を同時に行うこともできる。以上
のように本実施例においては、変更したい３次元図形を
選択した時点で、座標系を可視化し、かつ、変更項目を
可視化しているので、投影図形内での選択により変更項
目と変更方向を決定することができ、ユーザに座標系や
座標軸を意識させることなく、表示状態を変更すること
ができる。このため、直観的なユーザインタフェースに
よって３次元形状の表示状態修正・設定することが可能
となる。

【００３５】なお、上記実施例においては、ユーザが３
次元図形を選択した時点で、表示状態を変更する指示情
報を表示するようにしているが、表示装置上に表示され
ている図形の数が少ない場合や、表示される図形が簡単
な図形の場合には、表示装置上の各３次元図形に関連付
けて上記指示情報を予め表示しておき、ユーザが上記指
示情報を直接指定することにより、表示状態変更の対象
となる図形の選択と変更項目と変更方向指定を行うこと
もできる。

【００３６】また、上記した表示状態を変更する指示情
報は上記実施例に限定されるものではなく、例えば、図
９に示すように、文字情報等を３次元形状で表示しても
よい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、３次元図形の表示状態の変更において、その変更方
向を示す座標系とその変更項目を統合した３次元形状と
して表示し、該可視化したツールの選択により３次元図
形の表示状態の変更するようにしたので、３次元形状モ
デリング過程において、形状の位置、方向、大きさなど
の情報を会話的に設定・修正することができ、一層直観
的なインタフェースを実現することができる。このた
め、３次元形状のモデリング作業の効率化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明の実施例の構成を示す図である。

【図３】選択形状に付加された移動系可視化情報の一例
を示す図である。

【図４】選択形状に付加された回転系可視化情報の一例
を示す図である。

【図５】選択形状に付加されたスケール系可視化情報の
一例を示す図である。

【図６】本発明の実施例のフローチャートを示す図であ
る。

【図７】移動／回転／スケール系可視化情報を同時に表
示した例を示す図である。

【図８】移動系可視化情報による移動方向の決定と形状
の修正例を示す図である。

【図９】移動／回転／スケール系可視化情報の他の例を
示す図である。

【図１０】従来の３次元図形の表示状態変更方法を示す
図である。

【図１１】従来の３次元図形の表示状態変更方法を示す
図である。

【図１２】従来の３面図による形状の位置情報の修正方
法を示す図である。

【符号の説明】

１３次元図形表示装置２表示手段３マウス等の選択手段１０３次元図形表示装置１１表示装置１２マウス１０ａ修正形状選択部１０ｂ移動系表示部、１０ｃ回転系表示部１０ｄスケール系表示部１０ｅ項目動作選択部１０ｇ表示状態変更部１０ｆマウス移動量検出部１０ｈ３次元図形データ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水誠也神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者笠井悟志静岡県静岡市伝馬町16番地の３株式会社富士通静岡エンジニアリング内 (72)発明者柴田和美静岡県静岡市伝馬町16番地の３株式会社富士通静岡エンジニアリング内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元図形を表示した画面上に、表示状
態の変更を指示するための状態変更指示情報を３次元形
状で表示し、上記状態変更指示情報を選択することにより、３次元図
形の表示状態を変更することを特徴とする３次元図形の
表示状態変更方法。
【請求項２】３次元図形を表示した画面上に、該図形
に対応付けて該図形の表示状態の変更を指示するための
状態変更指示情報を３次元形状で表示する第１の手段
と、上記状態変更指示情報を選択する第２の手段と、上記第２の手段により選択された表示状態に３次元図形
の表示状態を変更する第３の手段を備えたことを特徴と
する３次元図形表示装置。
【請求項３】３次元図形を表示した画面上に、該図形
の表示状態の変更を指示するための状態変更指示情報を
３次元形状で表示する第１の手段と、表示状態の変更対象となる３次元図形と、上記状態変更
指示情報を選択する第２の手段と、上記第２の手段により図形が選択されたとき、状態変更
指示情報を該図形に対応付けて表示し、指示された状態
変更指示情報に応じて、３次元図形の表示状態を変更す
る第３の手段を備えたことを特徴とする３次元図形表示
装置。
【請求項４】第２の手段が、状態変更指示情報を指示
するとともに、表示状態変更量および／または表示状態
の変更方向を指示するものであり、第３の手段が、上記第２の手段により指示された状態変
更指示情報と、表示状態変更量および／または表示状態
の変更方向に応じて、３次元図形の表示状態を変更する
ものであることを特徴とする請求項２または請求項３の
３次元図形表示装置。
【請求項５】状態変更指示情報が３次元図形の表示状
態変更を模擬した図形であることを特徴とする請求項
２，３または請求項４の３次元図形表示装置。