JPH09245199A

JPH09245199A - 図形操作装置

Info

Publication number: JPH09245199A
Application number: JP8053148A
Authority: JP
Inventors: Tsuneko Imagawa; 常子今川; Nobuhiro Hattori; 宜弘服部; Sachio Nagamitsu; 左千男長光; Hisashi Kodama; 久児玉
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-03-11
Filing date: 1996-03-11
Publication date: 1997-09-19
Anticipated expiration: 2016-03-11
Also published as: JP3595060B2

Abstract

(57)【要約】【課題】２次元画面に表示されている３次元図形の
内、処理対象に選択された図形に対する、回転・移動等
の処理モードの選択、変更を効率良くおこなうことがで
きる図形操作装置を提供すること。【解決手段】入力装置１０２を用いて、表示画面１０
０に表示されている３次元図形１０１の輪郭内に、カー
ソル１０３を移動させ、左ボタン１０２ａをクリックす
ると、３次元図形１０１が処理対象図形に選択されると
共に、３次元図形１０１に外接する球１０８（外接球１
０８）とこれよりもその半径が所定量小さい球１０９、
１１０が求められる（これらの球は表示されない）。こ
の状態で、カーソルが移動されると、カーソルと前記各
球との位置関係により、処理モードが、回転・平行移動
・垂直移動と変更され、それらのモードに応じて、カー
ソル形状が、１０４、１０５、１０６又は１０７に示す
ように変更される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ上で
３次元の図形を作成するシステムにおいて、作成された
図形の一部の図形の配置位置や配置方向を変更する図形
操作装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータ技術の進展に伴い、
設計現場における設計は、紙と鉛筆による手作業から、
コンピュータを用いたＣＡＤにより行うことが一般的に
なってきている。さらに、自動車の躯体や車体、建築
物、住宅機器の熱気流解析などのように、立体的な形状
の把握が必要な設計のために、３次元の立体図面を直接
設計する３次元ＣＡＤも使われ始めている。そして、一
旦作成した３次元図形を適宜流用し、設計空間内でのそ
の位置や方向を変更することによって、新たな設計図面
としたり、新たな解析のための条件を設定したりといっ
たことが行われている。

【０００３】例えば、熱気流解析シミュレーションシス
テムにおいては、解析モデル格納部に、エアコンや発熱
体であるＩＣやフィンといった３次元図形を、予め部品
として登録しておき、その部品を設計空間の内部に配置
して、計算モデルを作成している。登録した部品には、
計算用の格子状メッシュ、物性値、境界条件もその属性
として設定されている。部品の位置や方向に関する解析
条件を変更する場合、登録した部品を再利用（流用）
し、その配置位置や配置方向を適宜変更することによっ
て、一から解析モデルを作成する場合と比較して、その
手間を省くことができる。

【０００４】このような場合に用いられる従来の図形操
作装置において、部品の配置位置や方向の変更は、以下
のようにしている。変更対象の部品をマウス等によって
選択した後、表示画面隅に表示される移動、回転等の処
理モードを示すメニュー領域にカーソルを合わせてクリ
ックしたり、キーボードに備えられた処理モードに対応
したファンクションキーを押下して所望の処理モードを
選択した後、所望の移動量や回転量をマウスやキーボー
ドを介して入力している。そして、別の処理をするとき
は、表示画面のモード選択解除メニュー領域にカーソル
を合わせてクリックしたり、キーボードのモード選択解
除キーを押下することにより、一旦、現在選択されてい
る処理モードを解除した後、上記したような操作によっ
て、次の処理モードを選択している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の図形操作装置では、処理モードを選択または変
更する度に、表示画面隅に表示されるメニュー領域にカ
ーソルを合わせたり、キーボードの該当するキーを見つ
け出して押下したりといった操作をしなければならず、
操作効率が良くないといったことがあった。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑み、表示画面隅に
表示されるメニュー領域にカーソルを合わせたり、キー
ボードの該当するキーを見つけ出して押下したりといっ
た操作を行うことなく、処理モードの選択・変更をする
ことができる操作効率を向上させた図形操作装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る図形操作装置は、２次元平面に投影し
て表示された３次元図形から処理対象として選択操作さ
れた図形とカーソル移動操作手段によって移動されるカ
ーソルとの位置関係によって、移動・回転等の処理モー
ドが選択されるように構成されている。

【０００８】これにより、操作者は、カーソル移動操作
手段を用いて、カーソルの位置を処理対象図形に対して
移動させるだけで、処理モードを選択することができる
ので、その操作効率が向上する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態にかか
る図形操作装置について図面を参照しながら、説明す
る。先ず最初に、本図形操作装置の概要を、図１〜図３
を参照しながら、説明する。図１は、主に表示画面１０
０と、入力装置１０２を示している。入力装置１０２と
しては、具体的には、マウスが使用される。ディスプレ
イの表示画面１００に、図形である三次元直方体１０１
とカーソル１０３とが表示されている。なお、表示画面
１００には、複数種の図形が表示されるのが普通である
が、ここでは、説明の便宜上、前記三次元直方体１０１
の１個のみとした。１０８は、三次元直方体１０１に外
接する球（以下「外接球」という）を、１０９は、半径
が外接球１０８の２／３である球（以下「２／３球」と
いう）を、１１０は、半径が外接球１０８の１／３であ
る球（以下「１／３球」という）を表すが、実際には、
これら３個の球（以下３個を総称して「モード領域区別
球」という）は表示されない。

【００１０】今、操作者が、入力装置１０２を操作し
て、カーソル１０３を三次元直方体１０１の輪郭内に移
動させた上で、入力装置１０２の左ボタン１０２ａをク
リックすると、三次元直方体１０１が回転・平行移動・
垂直移動等の処理対象図形となり、他の図形（図示せ
ず）とは、異なった表示色に変更される。上記のように
して、処理対象図形が選択された状態で、操作者が入力
装置１０２を操作して、カーソルを移動させると、その
移動先の位置によって、その表示態様が変更される。即
ち、カーソルが、外接球１０８の外側にあるときは、１
０３で示す態様（以下「標準カーソル」という）で、外
接球１０８と２／３球１０９との間にあるときは１０４
で示す態様（以下「回転カーソル」という）で、２／３
球１０９と１／３球１１０との間にあるときは１０５で
示す態様（以下「平行移動カーソル」という）で、１／
３球１１０内の上半部１１０ａにあるときは１０６で示
す態様（以下「正の垂直移動カーソル」という）で、１
／３球１１０内の下半部１１０ｂにあるときは１０７で
示す態様（以下「負の垂直移動カーソル」という）で表
示される。説明の便宜上、図では５個のカーソルを全て
表記しているが、上記したように、カーソルの位置によ
って、その表示態様が変化するだけであり、一時に表示
されるのは、１０３〜１０７の何れかのカーソル１個の
みである。なお、処理対象図形が選択されていない状態
では、表示画面上どの位置にであっても標準カーソル１
０３が表示される。

【００１１】また、上記したカーソルの表示態様に対応
して、回転・平行移動・垂直移動等の処理モードが選択
変更される。即ち、カーソルが、回転カーソル１０４が
表示される様な位置にあるときは回転モードに、平行移
動カーソルが表示される様な位置にあるときは平行移動
モードに、正の垂直移動カーソルが表示される様な位置
にあるときは正の垂直移動モードに、負の垂直移動カー
ソルが表示される様な位置にあるときは負の垂直移動モ
ードに選択変更される。ここで、平行移動とは、図形を
表示画面と平行な方向に移動させることをいい、正の垂
直移動とは、図形を表示画面とは垂直な方向手前に移動
させることをいい、負の垂直移動とは、図形を表示画面
とは垂直な方向奥に移動させることをいう。

【００１２】次に、各処理モードにおける処理の概要を
説明する。（１）回転モード図２（ａ）に示すように、回転カーソル１０４が表示さ
れた状態で、入力装置１０２の左ボタン１０２ａを押下
し（処理開始指示）、回転カーソルを移動操作（いわゆ
るドラッグ）すると、その移動操作に伴って、三次元直
方体１０１が回転する。つまり、カーソル１０４で差し
示した点を通り表示画面に平行な面に垂直な線と外接球
１０８面上（表示画面に垂直方向手前側半球面上）との
交点（以下、「回転指定点」という）が逐次演算され、
外接球１０８の中心２０３を回転中心として、カーソル
１０４の移動に伴って変化する回転指定点の変化量分ず
つ三次元直方体１０１が回転される。なお、回転動作
は、ドラッグが終了する（左ボタン１０２ａを離す（処
理終了指示））と、終了する。また、ドラッグ中は、カ
ーソルの位置に拘らず、回転カーソル１０４が表示され
る。（２）平行移動モード図２（ｂ）に示すように、平行移動カーソル１０５が表
示された状態で、入力装置１０２の左ボタン１０２ａを
押下し（処理開始指示）、平行移動カーソル１０５を移
動操作（いわゆるドラッグ）すると、平行移動カーソル
１０５の移動に追従して、表示画面と平行な方向に三次
元直方体１０１が移動される。平行移動動作も、ドラッ
グが終了する（左ボタン１０２ａを離す（処理終了指
示））と、終了する。（３）垂直移動モード図２（ｃ）に示すように、正の垂直移動カーソル１０６
又は負の垂直移動カーソル１０７が表示されている状態
で（既述したように、一時に表示されるのは、何方か一
方のみ）、入力装置１０２の左ボタン１０２ａを押下す
ると（処理開始指示）、押下している間中、三次元直方
体１０１が、表示画面と垂直な方向手前（図３に示す矢
印３０１の方向）又は奥方向（図３に示す矢印３０２の
方向）へ移動する。このとき、操作者には、三次元直方
体１０１が拡大又は縮小されたように見える。垂直移動
動作は、入力装置１０２の左ボタン１０２ａが離される
と（処理終了指示）終了する。

【００１３】なお、入力装置１０２の右ボタン１０２ｂ
をクリックすると、三次元直方体１０１に対する処理対
象の解除がなされる。図４は本発明に係る図形操作装置
の実施の形態の構成を示すブロック図である。本図に示
すように、本図形操作装置は、モデル格納部４０１、３
次元図形格納部４０２、２次元処理結果格納部４０３、
入力装置１０２、モード領域区別球格納部４０４、選択
モード保持部４０５、カーソル形状格納部４０６、選択
カーソル格納部４０７、描画制御部４０８、ディスプレ
イ４０９及び制御・演算部４１０から構成される。

【００１４】モデル格納部４０１は、予め作成された複
数の図形の３次元データを格納しており、そのデータの
内、表示対象となるデータが、制御・演算部によって、
読み出されて、３次元図形格納部に格納される。３次元
図形格納部４０２は、モデル格納部４０１から、制御・
演算部によって、読み出された３次元データを格納す
る。なお、格納された３次元データは、各図形毎に区別
されており、処理対象となっている図形が特定されるよ
うに格納されている。

【００１５】２次元処理結果格納部４０３は、３次元図
形格納部４０２の３次元データの制御・演算部によって
展開された２次元データを格納する。その際、処理対象
として特定されている図形があれば、その特定情報も２
次元処理結果格納部４０３に格納される。入力装置１０
２は、カーソルの移動指示や処理対象図形の選択及び解
除指示や処理開始及び終了指示を入力する装置である。

【００１６】モード領域区別球格納部４０４は、処理対
象に選択された図形の外接球、２／３球、１／３球の３
次元データを格納する。選択モード保持部４０５は、処
理対象図形のモード領域区別球とカーソルの位置関係に
よって定まる処理モードを保持する。カーソル形状格納
部４０６は、図１の１０３〜１０７に示すカーソル形状
を格納する。

【００１７】選択カーソル格納部４０７は、カーソル形
状格納部４０６から読み出された、選択モード保持部４
０５に保持されているモードに対応したカーソル形状を
制御・演算部から指示される表示位置情報とともに格納
する。描画制御部４０８は、２次元処理結果格納部４０
３とカーソル形状格納部４０６から表示用信号を生成
し、両表示用信号を合成して、ディスプレイへ渡す。そ
の際、２次元処理結果格納部４０３に、処理対象として
特定されている図形がある場合は、他の図形とは、異な
った色で表示させるような表示用信号を生成する。

【００１８】ディスプレイ４０９は、描画制御部４０８
からの表示用信号に従って、３次元図形、カーソル等を
表示する。制御・演算部４１０は、入力装置１０２から
の入力種別を判断し、カーソルの移動指示の入力であれ
ば、選択カーソル格納部４０７の位置情報を書換え、処
理対象図形の選択指示であれば、図形選択処理（選択指
示されたときのカーソルの位置と３次元図形格納部４０
２の３次元データとから選択された図形を特定し、特定
した図形に特定情報を付加し、特定された図形について
のモード領域区別球の３次元データを算出して、モード
領域区別球格納部４０４に格納する）をする。また、処
理対象図形が選択されているときに、入力装置１０２か
らカーソルの移動指示があると、選択カーソル格納部４
０７の位置情報を書換え、カーソルの位置とモード領域
区別球格納部４０４に格納されているモード領域区別球
との位置関から、処理モードを決定し、決定された処理
モードを選択モード保持部４０５に保持し、そのモード
に応じたカーソル形状をカーソル形状格納部４０６から
読み出して、選択カーソル格納部４０７に格納する。処
理対象図形選択解除指示があると、図形選択解除処理
（３次元図形格納部４０２で処理対象図形とされている
特定の解除）を行う。また、処理対象図形が選択されて
いるときに、入力装置１０２から、処理開始指示がある
と、選択モード保持部４０５を参照し、そのときに保持
されている処理モードに応じた次に示すような、３次元
図形格納部４０２で処理対象として特定されている図形
の３次元データ変更処理をする。（１）回転モードカーソルの位置を通り表示画面に平行な面に垂直な線と
外接球面上（表示画面に垂直方向手前側半球面上）との
交点（回転指定点）を逐次演算し、外接球の中心を回転
中心として、カーソルの移動に伴って変化する回転指定
点の変化量分ずつ回転されるように、３次元図形格納部
４０２の処理対象図形のデータを変更する。（２）平行移動モードカーソルの移動量分に対応して、処理対象図形が、表示
画面と平行な方向に移動されるように、３次元図形格納
部４０２の処理対象図形のデータを変更する。（３）正の垂直移動モード処理終了指示があるまで、処理対象図形が、表示画面と
垂直な方向手前に移動されるように、３次元図形格納部
４０２の処理対象図形のデータを変更する。（４）負の垂直移動モード処理終了指示があるまで、処理対象図形が、表示画面と
垂直な方向奥に移動されるように、３次元図形格納部４
０２の処理対象図形のデータを変更する。

【００１９】図５は本実施の形態の動作を示すフローチ
ャートである。これは、処理対象図形の選択とその解除
に関する処理（ステップＳ５０２〜５０６、Ｓ５１６、
５１８）、処理モードの決定及びカーソル形状の変更
（ステップＳ５０８〜５１２）、図形データの変更と描
画処理（ステップＳ５２０〜５２４）からなる。先ず、
入力装置１０２からの、指示に従いカーソルの移動をお
こない（ステップＳ５０２）、その間、入力装置１０２
からの入力種別を判断し（ステップＳ５０４）、処理対
象図形選択指示があれば、ステップＳ５０６に進む。

【００２０】ステップＳ５０６の図形選択処理が終了す
ると、入力装置１０２からのカーソル移動指示にしたが
いカーソルを移動させ（ステップＳ５０８）、カーソル
の位置と処理対象図形（モード領域区別球）との位置関
係に応じて、カーソル形状を変更し（ステップＳ５１
０）、処理モードを変更する（ステップＳ５１２）。続
いて、処理開始指示があるか否かを判断して（ステップ
Ｓ５１４）、なければ、ステップＳ５１６に進み、処理
対象図形選択解除指示があるか否かを判断し、なけれ
ば、ステップＳ５０８以降の処理を行い、あれば、図形
選択解除処理をおこない（ステップＳ５１８）、ステッ
プＳ５０２以降の処理を行う。

【００２１】一方、ステップＳ５１４で、処理開始指示
があると判断すると、処理終了指示があるまで（ステッ
プＳ５２４）、処理開始指示のあった時点の処理モード
に応じて、入力装置１０２の入力指示にしたがい、処理
対象図形の３次元図形格納部４０２のデータを変更し
（ステップＳ５２０）、変更後のデータに基づいて表示
画面に表示する（ステップＳ５２２）。

【００２２】ステップＳ５２４で、処理終了指示があっ
たと判断すると、ステップＳ５０８以降の処理を行う。
以上、本図形操作装置によれば、処理対象図形を選択す
ると、その図形（モード領域区別球）とカーソルとの位
置関係によって、処理モードが変更され、カーソルが、
その処理モードに対応した形状に変更される。したがっ
て、操作者は、カーソルを移動させるだけで、処理モー
ドを選択することができ、カーソルの形状によって、選
択されている処理モードを認識することができる。

【００２３】以上、本発明を実施の形態に基づいて説明
したが、本発明は上記実施の形態に限定されないのは勿
論である。即ち、以下のような構成にしてもよい。（１）モード領域区別球を、処理対象図形に外接する外
接球を基準にその他の球を半径が外接球の２／３である
球、半径が外接球の１／３である球としたが、その他の
球の外接球に対する大きさは、これに限られるものでは
なく、適宜変更してもよい。（２）モード領域区別球を、処理対象図形に外接する外
接球を基準に決定したが、これに限らず、例えば、処理
対象図形の重心を中心とする適当な半径を有する球で定
義してもよい。（３）移動は、スクリーン座標を基準としたが、演算方
法はこの方法に限定されない。形状を配置するときに、
軸に沿った方向のみ動かせるように方向を限定した方が
正確に配置でき、利便性を考慮すると効率的に行える場
合もあるからである。

【００２４】

【発明の効果】以上、本発明に係る図形操作装置は、３
次元図形を２次元平面に投影して表示画面に表示させる
表示制御手段と、前記表示画面上でカーソルを移動する
ためのカーソル移動操作手段と、表示された図形から回
転・移動等の処理の対象とする図形を選択操作する処理
対象図形選択操作手段と、選択操作された処理対象図形
と前記カーソルとの位置関係によって、前記処理対象図
形に対する移動・回転等の処理モードを選択する処理モ
ード選択手段とを備え、これによって、２次元平面に投
影して表示された３次元図形から処理対象として選択操
作された図形とカーソル移動操作手段によって移動され
るカーソルとの位置関係によって、移動・回転等の処理
モードが選択されるので、操作者は、カーソル移動操作
手段を用いて、カーソルの位置を処理対象図形に対し
て、移動させるだけで、処理モードを選択することがで
きることとなり、その操作効率が向上するといった効果
がある。

【００２５】また、処理対象図形の外接球とカーソルと
の位置関係によって処理モードを選択することにより、
操作者が、処理モードの変更位置を把握しやすくなるの
で、操作効率が向上するといった効果がある。また、本
発明に係る図形操作装置は、処理モード選択手段は、カ
ーソルが、外接球を２次元平面に投影した図形の内部に
入っているときに、回転モードを選択し、更に、処理の
開始指示を入力する処理開始指示手段と、回転モードが
選択されているときに、処理開始指示があると、前記入
力手段から入力される座標値の位置を通り前記２次元平
面に垂直な直線と外接球の前記２次元平面側半球との交
点を算出し、外接球の中心を回転中心として、算出され
る交点の移動量に応じて、処理対象図形を回転させる図
形処理手段とを備え、これによって、２次元平面に投影
して表示された３次元図形から処理対象として選択され
た図形の外接球を２次元平面に投影した図形の内部に、
入力手段から入力された座標値の場所を示すカーソルが
入っているときに、処理の開始指示があると、入力手段
から入力される座標値の位置を通り前記２次元平面に垂
直な直線と外接球の前記２次元平面側半球との交点の移
動量に応じて、対象図形が、外接球の中心を回転中心と
して、回転されるので、操作者は、カーソルの位置を移
動させるだけで、処理対象図形を回転させることができ
ることとなり、処理モードの選択操作効率のみならず、
図形の回転操作の効率も向上する。

【００２６】さらに、処理モード選択手段が選択した処
理モードに対応して、カーソルの形状を変更するカーソ
ル形状変更手段を備えることにより、カーソルの位置に
よって、カーソル形状が、選択されている処理モードに
対応して、変更されるので、操作者が、選択されている
処理モードを容易に認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る図形操作装置の実施の形態の概要
を説明するための図である。

【図２】本発明に係る図形操作装置の実施の形態の概要
を説明するための図である。

【図３】本発明に係る図形操作装置の実施の形態の概要
を説明するための図である。

【図４】本発明に係る図形操作装置の実施の形態の構成
を示すブロック図である。

【図５】本発明に係る図形操作装置の実施の形態の処理
手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】１０２入力装置４０２３次元図形格納部４０３２次元処理結果格納部４０４モード領域区別球格納部４０５選択モード保持部４０６カーソル形状格納部４１０制御・演算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者児玉久大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元図形を２次元平面に投影して表示
画面に表示させる表示制御手段と、前記表示画面上でカーソルを移動するためのカーソル移
動操作手段と、表示された図形から回転・移動等の処理の対象とする図
形を選択操作する処理対象図形選択操作手段と、選択操作された処理対象図形と前記カーソルとの位置関
係によって、前記処理対象図形に対する移動・回転等の
処理モードを選択する処理モード選択手段と、を備えたことを特徴とする図形操作装置。
【請求項２】前記処理モード選択手段は、処理対象図形に外接する外接球とカーソルとの位置関係
によって、処理モードを選択することを特徴とする請求
項１記載の図形操作装置。
【請求項３】前記処理モード選択手段は、カーソル
が、外接球を２次元平面に投影した図形の内部に入って
いるときに、回転モードを選択し、図形操作装置は更に、処理の開始指示を入力する処理開始指示手段と、回転モードが選択されているときに、処理開始指示があ
ると、前記入力手段から入力される座標値の位置を通り
前記２次元平面に垂直な直線と外接球の前記２次元平面
側半球との交点を算出し、外接球の中心を回転中心とし
て、算出される交点の移動量に応じて、処理対象図形を
回転させる図形処理手段と、を備えることを特徴とする請求項２記載の図形操作装
置。
【請求項４】前記処理モード選択手段が選択した処理
モードに対応して、前記カーソルの形状を変更するカー
ソル形状変更手段を備えたことを特徴とする請求項１、
２又は３に記載の図形操作装置。