JPH10208082A - 図形処理装置および図形処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３次元空間上のソリッドモデルを視覚的に確
認し易くして作業効率を向上させることのできる図形処
理装置および図形処理方法を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 情報を処理する中央処理装置１と、情報
を表示する表示装置２と、位置等のデータを入力するキ
ーボード等の入力装置３と、オペレーティングシステム
等の実行中のプログラムを記憶する主記憶装置４と、入
力図形等を記憶する二次記憶装置５とを有する図形処理
装置であって、二次記憶装置は、３次元空間上に配置さ
れワイヤー表示されているソリッドモデルの頂点座標と
見た目の方向ベクトルとから見た目の最近点を確定する
最近点確定部１０と、確定された最近点に接するエッジ
を検索するエッジ検索部１１と、検索されたエッジを強
調表示するエッジ表示部１２とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＡＤシステム等
の図形処理装置およびその図形処理装置における図形処
理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、複雑な形状の設計に伴い、ＣＡＤ
による作業が普及してきている。ＣＡＤシステムで３次
元空間上に配置された要素の視覚的な確認が容易か否か
はＣＡＤシステムの性能を示す重要な判断基準である。

【０００３】設計図面の作成作業において、３次元空間
上に配置された要素を視覚的に確認する方法として、陰
影処理を用いる方法がある。陰影処理においては輝度計
算が行われるため、複雑な形状を有する描画モデルの場
合には、陰影処理に多大の時間を必要とする場合があ
る。また、陰影処理を施した後、モデルに光源が当たっ
ていなかったり光量が不足しているために凸凹形状が確
認しづらく、光源情報を変更しなければならない場合が
あり、この場合には目的の描画を得るために何度も光源
情報の変更を行わなければならないという問題点を有し
ていた。このことについて図６、図７を用いて説明す
る。

【０００４】図６は従来の図形処理装置を示すブロック
図である。図６において、１は要求された情報を処理す
る中央処理装置、２はウィンドウ、図形要素、文字など
を表示する表示装置、３は文字、数値、位置などのデー
タを入力するキーボード、タブレット、マウス等の入力
装置、４はオペレーティングシステム、ウィンドウシス
テムなどの実行中のプログラムを記憶する主記憶装置、
５ａは入力された図形等を記憶する二次記憶装置、６は
３次元空間上に描画されたモデルの各要素の種類情報、
座標情報等を格納し管理する描画モデル情報管理部、１
３は陰影処理の全般的な制御を行う陰影処理制御部、１
４は陰影処理を行う際に必要となる光源の数、種類、位
置、色などの設定を行う陰影処理設定部、１５は陰影処
理設定部１４で設定された内容に基づき輝度計算を行
い、陰影処理を行う陰影処理実行部である。図６に示す
ように、二次記憶装置５ａは、描画モデル情報管理部
６、陰影処理設定部１４、陰影処理実行部１５から成
る。

【０００５】以上のように構成された図形処理装置につ
いて、その動作を図７を用いて説明する。図７は、図６
の図形処理装置の動作を示すフローチャートであり、３
次元空間上に描画されたソリッドに対して陰影処理を施
す手順を示すものである。

【０００６】まず、作業者は、表示装置２および入力装
置３を使用して、３次元空間上に要素を描画する（Ｓ１
１）。次に、描画された要素の形状を視覚的に認識する
ため、光源の数、種類、位置、色などの設定を行う陰影
処理コマンドを陰影処理設定部１４の動作に基づいて選
択する（Ｓ１２）。次に、陰影処理実行部１５は、選択
された陰影処理コマンドを用いて、あらかじめ設定して
ある輝度計算の各パラメータに基づき、陰影処理を行
い、表示装置２の画面に処理結果を出力する（Ｓ１
３）。次に、目的とする画面が得られたか否かを判定す
る（Ｓ１４）。目的とする画面が得られなかった場合に
は作業者は輝度計算のパラメータ設定をやり直して（Ｓ
１５）、ステップ１３へ移行する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の図形処理装置および図形処理方法では、３次元空間
上のソリッドモデルの形状を視覚的に認識するために陰
影処理を施すが、作業者の目的とする画面を得るために
は、輝度計算の手間および輝度計算に必要なパラメータ
を正確に設定する手間がかかり、作業効率が低いという
問題点を有していた。

【０００８】この図形処理装置および図形処理方法で
は、輝度計算の手間および輝度計算に必要なパラメータ
を正確に設定する手間を省くことが要求されている。

【０００９】本発明は、３次元空間上のワイヤー表示さ
れたソリッドモデルを視覚的に確認し易くして作業効率
を向上させることのできる図形処理装置および３次元空
間上のワイヤー表示されたソリッドモデルを視覚的に確
認し易くして作業効率を向上させる図形処理方法を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の図形処理装置は、要求された情報を処理する
中央処理装置と、ウィンドウ、図形要素、文字などを表
示する表示装置と、文字、数値、位置などのデータを入
力するキーボード、タブレット、マウス等の入力装置
と、オペレーティングシステム、ウィンドウシステムな
どの実行中のプログラムを記憶する主記憶装置と、入力
された図形等を記憶する二次記憶装置とを有する図形処
理装置であって、二次記憶装置は、３次元空間上に配置
されワイヤー表示されているソリッドモデルの頂点座標
と見た目の方向ベクトルとから見た目の最近点を確定す
る最近点確定部と、確定された最近点に接するエッジを
検索するエッジ検索部と、検索されたエッジを強調表示
するエッジ表示部とを有する構成を備えている。

【００１１】これにより、３次元空間上のワイヤー表示
されたソリッドモデルを視覚的に確認し易くして作業効
率を向上させることのできる図形処理装置が得られる。

【００１２】この課題を解決するための本発明の図形処
理方法は、要求された情報を処理する中央処理装置と、
ウィンドウ、図形要素、文字などを表示する表示装置
と、文字、数値、位置などのデータを入力するキーボー
ド、タブレット、マウス等の入力装置と、オペレーティ
ングシステム、ウィンドウシステムなどの実行中のプロ
グラムを記憶する主記憶装置と、入力された図形等を記
憶する二次記憶装置とを有する図形処理装置における図
形処理方法であって、３次元空間上に配置されワイヤー
表示されているソリッドモデルの頂点座標と見た目の方
向ベクトルとから見た目の最近点を確定する最近点確定
ステップと、確定された最近点に接するエッジを検索す
るエッジ検索ステップと、検索されたエッジを強調表示
するエッジ強調表示ステップとを有する構成を備えてい
る。

【００１３】これにより、３次元空間上のワイヤー表示
されたソリッドモデルを視覚的に確認し易くして作業効
率を向上させる図形処理方法が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、要求された情報を処理する中央処理装置と、ウィン
ドウ、図形要素、文字などを表示する表示装置と、文
字、数値、位置などのデータを入力するキーボード、タ
ブレット、マウス等の入力装置と、オペレーティングシ
ステム、ウィンドウシステムなどの実行中のプログラム
を記憶する主記憶装置と、入力された図形等を記憶する
二次記憶装置とを有する図形処理装置であって、二次記
憶装置は、３次元空間上に配置されワイヤー表示されて
いるソリッドモデルの頂点座標と見た目の方向ベクトル
とから見た目の最近点を確定する最近点確定部と、確定
された最近点に接するエッジを検索するエッジ検索部
と、検索されたエッジを強調表示するエッジ表示部とを
有することとしたものであり、最近点に接するエッジが
強調表示されるという作用を有する。

【００１５】請求項２に記載の発明は、要求された情報
を処理する中央処理装置と、ウィンドウ、図形要素、文
字などを表示する表示装置と、文字、数値、位置などの
データを入力するキーボード、タブレット、マウス等の
入力装置と、オペレーティングシステム、ウィンドウシ
ステムなどの実行中のプログラムを記憶する主記憶装置
と、入力された図形等を記憶する二次記憶装置とを有す
る図形処理装置における図形処理方法であって、３次元
空間上に配置されワイヤー表示されているソリッドモデ
ルの頂点座標と見た目の方向ベクトルとから見た目の最
近点を確定する最近点確定ステップと、確定された最近
点に接するエッジを検索するエッジ検索ステップと、検
索されたエッジを強調表示するエッジ強調表示ステップ
とを有することとしたものであり、最近点に接するエッ
ジが強調表示されるという作用を有する。以下、本発明
の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。

【００１６】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１による図形処理装置を示すブロック図である。図１
において、中央処理装置１、表示装置２、入力装置３、
主記憶装置４、描画モデル情報管理部６は図６と同様の
ものなので、同一符号を付し、説明は省略する。

【００１７】５は入力された図形等を記憶しておく二次
記憶装置、７は描画モデル情報管理部６の要素から更に
ソリッドモデル要素に着目し、ソリッドモデルを構成す
る各頂点の座標を管理するソリッドモデル座標情報管理
部、８は作業者の見た目方向からの方向ベクトルを生成
する方向ベクトル生成部、９はソリッドモデル座標情報
管理部７の有するソリッドモデルの各頂点の座標と方向
ベクトル生成部８で生成した方向ベクトルとを照合する
ソリッドモデル頂点座標照合部、１０はソリッドモデル
頂点座標照合部９における照合結果により、見た目方向
に最近点に位置するソリッドモデルの頂点座標を確定す
る最近点確定部、１１は最近点確定部１０で確定された
最近点に基づいてエッジの検索を行うエッジ検索部、１
２はエッジ検索部１１における検索結果を表示するエッ
ジ表示部である。図１に示すように、二次記憶装置５
は、ソリッドモデル座標情報管理部７、方向ベクトル生
成部８、ソリッドモデル頂点座標照合部９、最近点確定
部１０、エッジ検索部１１、エッジ表示部１２から成
る。

【００１８】以上のように構成された図形処理装置につ
いて、その動作を図２〜図５を用いて説明する。図２
は、図１の図形処理装置の動作を示すフローチャートで
あり、３次元空間上へ描画モデルを配置し、作業者の見
た目方向から最近点に位置するソリッドモデルの頂点を
確定し、確定した頂点に接するエッジを検索し、検索し
たエッジを強調表示する一連の動作を示すものである。

【００１９】図２において、まず、作業者は、表示装置
２および入力装置３を使用して、３次元空間上に描画モ
デルを配置し（Ｓ１）、描画モデル情報管理部６は、ス
テップ１で描画されたモデルの各要素の座標情報等を描
画モデルのデータベースに格納する。次に、ソリッドモ
デル座標情報管理部７は、描画モデル情報管理部６の各
要素から更にソリッドモデル要素に着目し、ソリッドモ
デルを構成する各頂点の座標情報を格納する（Ｓ２）。
次に、３次元空間上のソリッドモデルを視覚的に確認す
るために、表示装置２および入力装置３を使用して、最
近点確定および最近点に接するエッジの強調表示のため
のコマンドを選択する（Ｓ３）。次に、方向ベクトル生
成部８は、表示されたビュー（視点）ごとに、見た目の
方向ベクトルを算出する（Ｓ４）。次に、ソリッドモデ
ル頂点座標照合部９は、ステップ４で算出された方向ベ
クトルとステップ２で格納されたソリッドモデルの頂点
座標情報とを照合してソリッドモデルの頂点までの距離
を算出する（Ｓ５）。次に、最近点確定部１０は、ステ
ップ５で算出された距離を随時照合し、最短距離を決定
して見た目の最近点を確定する（Ｓ６、最近点確定ステ
ップ）。次に、エッジ検索部１１は、ステップ６で確定
された最近点に接するエッジをステップ１で格納された
描画モデルのデータベースから検索する（Ｓ７、エッジ
検索ステップ）。

【００２０】次に、エッジ表示部１２は、ステップ６、
７で確定された見た目方向の最近点およびその最近点に
接するエッジを強調表示する（Ｓ８、エッジ強調表示ス
テップ）。次に、目的とする画面が得られたか否かを判
定する（Ｓ９）。目的とする画面が得られなかった場合
にはステップ３へ移行して、ステップ３〜８の処理を繰
り返す。

【００２１】図３（ａ）は画面上に描画されたソリッド
モデルを示す正面図、図３（ｂ）は画面上に描画された
ソリッドモデルを示すＩＳＯ図（国際標準化機構図）で
ある。

【００２２】図３に示すように、ソリッドモデルの頂点
を点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄ、点ｅ、点ｆ、点ｇ、点ｈと
する。ＩＳＯ図におけるソリッドモデルを見た限りで
は、どの点が見た目に最近点であるかを判断するのは困
難である。

【００２３】図４は、ビュー方向を適当に設定し、作業
者からソリッドモデルを見たところを示す説明図であ
る。図４において、２０は視点であり、法線ベクトルＶ
は見た目に垂直な（つまり見た目方向の）ベクトルであ
る。法線ベクトルＶとソリッドモデル上の各頂点の座標
とから、或る基準点からそれぞれの頂点までの距離を算
出し、随時最近点となる頂点を保有する。全ての頂点に
対して算出が終了した時点で、見た目の最近点が確定さ
れる。この最近点をもとに、全ての描画モデルの要素情
報のデータベースを有する描画モデル情報管理部６か
ら、最近点に接するエッジを検索する。

【００２４】図５は、見た目からの最近点および最近点
に接するエッジの強調表示を施したときの図４のソリッ
ドモデルをＸＹ平面から正面に見た様子を示す表示図で
ある。

【００２５】最近点として点ｂが算出されており、点ｂ
に接するエッジとして線分ａｂ、線分ｂｆ、線分ｂｃが
確定している。結果として、それらのエッジが強調表示
されている。このように最近点に接するエッジを強調表
示することで、作業者は、３次元空間上に配置されたワ
イヤー表示のソリッドモデルの形状を視覚的に認識する
ことが容易となる。また、陰影処理のような複雑な輝度
計算等が不必要なため、時間の短縮を図ることが可能と
なる。

【００２６】以上のように本実施の形態によれば、方向
ベクトル生成部８で算出された方向ベクトルとソリッド
モデル座標情報管理部７に格納されたソリッドモデルの
頂点座標情報とを照合してソリッドモデルの頂点までの
距離を算出し、その距離を随時照合し、最短距離を決定
して見た目の最近点を確定し、その最近点に接するエッ
ジを描画モデル情報管理部６のデータベースから検索
し、上記最近点および上記最近点に接するエッジを強調
表示するようにしたことにより、視覚的に認識が困難な
３次元空間上のソリッドモデルのワイヤー表示を容易に
確認することができ、ＣＡＤ作業時間の短縮を図ること
ができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の図形処理装置によ
れば、３次元空間上に配置されワイヤー表示されている
ソリッドモデルの頂点座標と見た目の方向ベクトルとか
ら見た目の最近点を確定し、確定された最近点に接する
エッジを検索し、検索されたエッジを強調表示すること
により、視覚的に認識が困難な３次元空間上のソリッド
モデルのワイヤー表示を容易に確認、認識することがで
き、図形処理作業時間の短縮を図ることができるという
有利な効果が得られる。

【００２８】本発明の図形処理方法によれば、３次元空
間上に配置されワイヤー表示されているソリッドモデル
の頂点座標と見た目の方向ベクトルとから見た目の最近
点を確定し、確定された最近点に接するエッジを検索
し、検索されたエッジを強調表示することにより、視覚
的に認識が困難な３次元空間上のソリッドモデルのワイ
ヤー表示を容易に確認、認識して図形処理作業時間の短
縮を図ることができるという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による図形処理装置を示
すブロック図

【図２】図１の図形処理装置の動作を示すフローチャー
ト

【図３】（ａ）画面上に描画されたソリッドモデルを示
す正面図 （ｂ）画面上に描画されたソリッドモデルを示すＩＳＯ
図

【図４】ビュー方向を適当に設定し、作業者からソリッ
ドモデルを見たところを示す説明図

【図５】見た目からの最近点および最近点に接するエッ
ジの強調表示を施したときの図４のソリッドモデルをＸ
Ｙ平面から正面に見た様子を示す表示図

【図６】従来の図形処理装置を示すブロック図

【図７】図６の図形処理装置の動作を示すフローチャー
ト

【符号の説明】

１ 中央処理装置 ２ 表示装置 ３ 入力装置 ４ 主記憶装置 ５ 二次記憶装置 ６ 描画モデル情報管理部 ７ ソリッドモデル座標情報管理部 ８ 方向ベクトル生成部 ９ ソリッドモデル頂点座標照合部 １０ 最近点確定部 １１ エッジ検索部 １２ エッジ表示部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】要求された情報を処理する中央処理装置
   と、ウィンドウ、図形要素、文字などを表示する表示装
   置と、文字、数値、位置などのデータを入力するキーボ
   ード、タブレット、マウス等の入力装置と、オペレーテ
   ィングシステム、ウィンドウシステムなどの実行中のプ
   ログラムを記憶する主記憶装置と、入力された図形等を
   記憶する二次記憶装置とを有する図形処理装置であっ
   て、前記二次記憶装置は、３次元空間上に配置されワイ
   ヤー表示されているソリッドモデルの頂点座標と見た目
   の方向ベクトルとから見た目の最近点を確定する最近点
   確定部と、前記確定された最近点に接するエッジを検索
   するエッジ検索部と、前記検索されたエッジを強調表示
   するエッジ表示部とを有することを特徴とする図形処理
   装置。
2. 【請求項２】要求された情報を処理する中央処理装置
   と、ウィンドウ、図形要素、文字などを表示する表示装
   置と、文字、数値、位置などのデータを入力するキーボ
   ード、タブレット、マウス等の入力装置と、オペレーテ
   ィングシステム、ウィンドウシステムなどの実行中のプ
   ログラムを記憶する主記憶装置と、入力された図形等を
   記憶する二次記憶装置とを有する図形処理装置における
   図形処理方法であって、３次元空間上に配置されワイヤ
   ー表示されているソリッドモデルの頂点座標と見た目の
   方向ベクトルとから見た目の最近点を確定する最近点確
   定ステップと、前記確定された最近点に接するエッジを
   検索するエッジ検索ステップと、前記検索されたエッジ
   を強調表示するエッジ強調表示ステップとを有すること
   を特徴とする図形処理方法。