JPS6048766B2 - 図面表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は別々の線分で構成された地図及びその他の図
面を表示する装置に関する。

更に具体的に云えば、この発明は１組の１次元線分定義
を入力とし、表示される線が特定の幅を持つ様に見える
様に、それを一組の２次元線分定義に変える装置に関す
る。別々の線分で構成されていて、線分の交点が数多く
ある様な図面を陰極線管又はその他の表示媒体で表示す
る用途は数多くある。

この様な表示装置の入力は、その終点によつて各々の線
分を特定するのがごく普通である。この入力データを直
接的に表示すれば、１次元、即ち長さだけを持つ線分が
表示される。表示装置には、線分の幅が見えない。然し
、通常或る程度の幅を持つことが判つている物、例えば
地図又は市街図の道路を表わすものを表示する時、人間
工学的には２番目の次元、即ち幅を表示装置に表示する
方が好ましい。勿論、こういう装置に対する入力が１次
元線分の形をしている主な理由は、この簡単なデータの
方が、２次元の線分を限定する入力よりも発生するのが
ずつと容易だからである。この発明の主な目的は、１次
元線分（長さを持つが幅を持たない線分）を限定する入
力データを受取り、表示媒体と交惑する人間にとつて一
層見・易い２次元線分（長さと幅の両方を持つ線分）を
限定するデータに変換する装置を提供することである。

この発明の特定の目的は、１次元データを利用し得る略
どんな装置でも、何等変更せずに、２次フ元データを利
用することが出来る様な形の、１次元データを２次元デ
ータに変換する装置を提供することである。

この発明の別の目的は、上に述べたこの発明の目的を安
いコストで、簡単に実現することである。

この発明の好ましい実施例では、上記並びにその他の目
的が、市街図の様な地図を表示する方法によつて達成さ
れる。

この方法は下記の工程により、入力の１次元表示を１組
の２次元表示に変換する。最初に、入力データに含まれ
ている情報を使つて、もとの各々の線分を取囲む１対の
平行線で構成された新しい一組の線の定義を発生する。
各々の平行線はもとの線分から距離Ｄ／２の所にある。
Ｄは最終的に得られる２次元の線の表示の所望の幅であ
る。次の工程は、入力データから線分の終点を選択し、
この線分とこの点で交わる他の全ての線をみつけること
である。次に交差する線を、それらを系統的な曖昧さの
ない形で扱うことが出来る様な順序に並べる。次の工程
は発生された一組の平行線から、各々の１対の交差する
線の交点を計算することである。これらの交点は夫々２
本の平行線の新しい終点になる。入力データで限定され
ている全ての点がこうして処理された後、もとの入力デ
ータによつて限定された各々の１次元線分に対し、長さ
及び幅の両方を持つ２次元線分の表示を限定する一組の
線分の定義が得られる。この装置の主な利点は、通常は
１次元線分を表示する普通に利用し得るデータを受入れ
、長さ及−び幅の両方を持つすつと見易い線分表示を発
生することである。

然もこれがコストの安い簡単な形で達成される。更に、
この発明の装置は、普通に利用し得る１次元線分データ
を受入れることの出来るどんな装置でも、その装置を何
等変更するこ−とを必要とせずに、直接的に利用するこ
とが出来る様な、２次元線分表示を限定する新しい一組
のデータを発生する。第１図はこの発明を実施した表示
装置を示す。

この装置の素子は、入力媒体と、データ処理装置二と、
表示端末装置とである。入力媒体は磁気テープ又はディ
スクであることが好ましいが、特定の用途にとつて便利
な他の任意の媒体であつてよい。処理装置は汎用計算機
であることが好ましいが、希望によつては、表示しよう
とするデータを？処理する為にだけ使われる特殊装置で
あつてもよい。この発明の好ましい実施例では、表示端
末装置は線を個別のベクトルとして表示するベクトル表
示装置であることが好ましい。然し、これは例えば作図
装置の様な他の任意の適当な表示媒体であつてもよい。
表示装置は、その終点によつて限定された線を受取る装
置であることが好ましい。２つの終点が、長さに関係な
く、１本の線を限定する。

この発明を実施した装置は、市街図を表示するのに特に
適している。特に、好ましい実施例は、合衆国人口調査
局が作成したＤＩＭＥ７アイルと呼ばれる一組の磁気テ
ープを使う様に設計されていフる。ＤＩＭＥファイルは
、合衆国の多くの都市の街路を限定している。これらは
、各々の都市に対し、各々の街路を限定する線分の終点
の座標で構成されている。第２図は、この発明を利用し
ない装置の一部分である表示装置で表示した時の、．Ｄ
ＩＭＥファイルによつて限定された街路の表示である。
この表示の各々の街路が、長さを持つが、幅を持たない
１次元の線として示されている。第３図は、この発明を
実施した装置の一部分である表示装置では、同じ一組の
街路がどの様に見・えるかを示す。第３図に示す表示は
、各々の街路が長さだけでなく、幅を持つ点で第２図と
異なつており、人間の目にとつて、一層街路らしく見え
る。人間工学的な観点から、第３図に示す表示は第２図
に示した従来の表示よりもずつと見易い。表示が例えば
垣根、棚又はその他の人工的な又は自然の境界の存在と
いう様な他の情報をも含む場合、その情報は幅のない線
として示すことが出来それらは第３図に示す街路とは、
容易に識別することが出来る。この発明の好ましい実施
例の作用は、第４図、第５図、第６図及び第７図から理
解されよう。

第４図はこの発明を実施した方法の作用を示すフローチ
ャートである。第５図、第６図及び第７図はこの方法の
作用によつて得られた結果を示すグラフである。第４図
のブロック１０に示す様に、最初に入力データが装置に
読込まれる。

入力データが合衆国人口調査局が提供するＤＩＭＥファ
イルの様に構成されている場合、４×Ｎのマトリクスで
構成され、マトリクスの各行が１つの線分を限定する（
Ｘ，Ｙ）の対を定める。各行はＸｌ，Ｙｌ，Ｘ２，Ｙ２
を持つている。（Ｘｌ，Ｙｌ）が線の第１の終点の座標
であり、（Ｘ２，Ｙ２）がこの線の第２の終点の座標で
ある。このデータを表示媒体に直接的に印加すれば、第
２図に示す様な表示が得られる。第２図に示す様な表示
の一部分が第５図に示されている。この図では、完全な
線分１と、線１の１つの終点と共通の終点を持つ線分の
部分２，３と、線１の他方の終点と共通の終点を・持つ
線分の部分４，５とが示されている。第４図のブロック
２０に示す様に、次に装置が入力マトリクスから対の平
行線を限定する新しいマトリクスを発生する。１対の各
々の線が、もとの入力データによつて限定された線分か
ら距離Ｄ／２の所−にある。

第６図では、破線が第５図に示したもとの入力データに
よつて限定される線を表わす。第６図に示す様に、線１
ａ，１ｂはもとの線１と平行であつて、夫々それから距
離Ｄ／２の所にある。同様に、線２ａ，２ｂはもとの線
２と平行であつて、その場所から距離Ｄ／２の所にある
。線３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂも夫々もとの
線３，４，５と平行であり、それから距離Ｄ／２の所に
ある。１対の平行線の終点、ならびにそれらが平行であ
る線の各々の終点が（この発明の好ましい実施例て行う
様に）、もとの線に対して垂直な線を限定する様に、平
行な線を発生した場合、平行な線は第６図に示す様にな
る。

第６図を見れは、この発明が克服した幾つかの問題が明
らかになる。例えば、線３ｂ，１ａは交差する筈であり
、交点で終る筈である。然し、各々の線は交点をこえて
伸ひている（線１ａは接触してはならない線２ｂとも交
差している）。線分４ａ，５ｂによつて形成された直線
は、各々の側で終らずに、線１ａ，１ｂが境となる道路
を安全に通抜けている。（線４ａは線１ａと交わつた所
て終るべきであり、線５ｂは線１ｂと交わつた所て終る
べきである。）更に、交差すべき線１ｂ，２ａが接触さ
えしない。この様な外観上の欠陥を是正することが、第
４図のフローチャートに示した残りの工程の主な作用で
ある。線分の過剰の部分（別の線分との交点をこえで伸
びる部分）を除去すると共に、交差すべき他の線分と交
わらない線分に一部分を追加する為、交差する対の線を
確認することが必要である。

この ι発明の好ましい実施例では、もとの入力データ
の解析から、こういう対を確認する。最初に、入力マト
リクスから１つの終点を選ぶ。次に選ばれたこの点で交
わる全ての線を確認する。この確認は、入力マトリクス
を走査して、選ばれた点と同じ座標を持つ終点を持つ全
ての線をみつけるだけのことである。続く工程が選ばれ
た点で交わる各々の線に対して間違いなく行なわれる様
にする為、この発明の好ましい実施例では、選ばれた点
で交わる線に或る順番を割当てる（第４図のブロック４
０）。これらの線は、選ばれた点を原点とする一組の座
標のＸ軸とこれらの線との間の角度に従つて順番がつけ
られる。この角度はｏから２πラジアンまで変わる。例
として、第５図の点６を考えると、その点で交わる線の
順序は、線２、線３、線１という順番になる。点７で交
わる線の順序は、線５，線１，線４という順番になる。
次の工程（第４図のブロック５０）は、第２のマトリク
スで線の交点を決定することである。好ましい実施例で
は、考えるべき第１の交点は山（選ばれた点に対する順
序で）最初の線の左側にある平行線と、（２）（選ばれ
た点に対する順序で）２番目の線の右側にある線との間
の交点である。次に（１）選ばれた点に対する順序で２
番目の線の左側にある平行線と、（２）選ばれた点に対
する順序の３番目の線の右側にある平行線との間の交点
という風に進む。この実施例では、右及び左（プラス及
びマイナスとも云う）は、見る人が選ばれた点にいて、
選ばれた点から線の方向を見た時の方向として定義する
。第６図の点６に関連した線を考えると、最初に計算す
る交点は、線２ｂ，３ａの間の交点であり、２番目に計
算する交点は、線３ｂ，１ａの間の交点であり、３番目
に計算する交ノ点は線１ｂ，２ａの間の交点である。点
７では、交点の計算の順序は、最初が線５ｂ，１ｂの間
、２番目が線１ａ，４ａの間、３番目が線４ｂ，５ａの
間である。点６に関連した計算では、線１ａがもとの線
の右側にあり、線１ｂがもとの線の左クにあることに注
意されたい。点７に関連した計算では、新しい原点が点
７にあると仮定するから、線１ｂはもとの線１の右にあ
り、線１ａはもとの線１の左にある。交点を計算したら
、各々の交点が、交差する２本の線の各々に対する終点
になるフ（ブロック６０）。例えば第６図で、点１−４
（線１ａ及び４ａの交点）の座標が点１ａｅ及び４ａｅ
（夫々線１ａ，４ａのもとの終点）の代りになる。点２
−３（線２ｂ及び３ａの交点）の座標が点２ｂｅ及び３
ａｅ（夫々線２ｂ，３ａのもとの終点）の座標の代りに
なる。点１−２（線１ｂ，２ａを十分に伸ばした場合に
交差する点）の座標が点１ｂｅ及び２ａｅ（夫々線１ｂ
，２ａの終点）の座標の代りになる。入力マトリクスの
全ての点を装置で使つた後（第４図のブ冶ツク７０）、
２次元要素の所望の表示を限定する新しい一組のデータ
が得られる。

このデータから得られる表示は第７図に示す様になる。
第７図に示す個々の線は、第６図に示した関連する線と
の関係を示す為に、１ａ’，１ｂ’，２ ：ａ’，２ｂ
’等と記してある。第８図は、この発明の好ましい実施
例の作用を更に詳しく示すフローチャートである。

線分を限定する（Ｘ，Ｙ）の対のマトリクスが装置に送
込まれた後（ブロック１０）、１本の線を限定する（Ｘ
，Ｙ）の対が選択される（ブ冶ツク２１）。次に、この
選ばれた線と平行であつて、夫々この選ばれた線の両側
で距離Ｄ／２（ここでＤは表示装置に於ける要素の所望
の幅）の所にある２本の線の終点を計算する（ブロック
２３）。こうして計算した終点をマトリクスにセットす
る。このマトリクスでは、選はれた線のプラス（正の）
側にある平行線を限定する終点が、選はれた線のマイナ
ス（負の）側にある平行線を限定する終点より前に貯蔵
される（ブロック２５）。これらの点がマートリクスに
貯蔵された時、「点使用表示子」（ＰＵＩ）をリセット
し（ブロック２７）、どの点もこれから説明する処理を
受けなかつたことを表わす。選ばれた線が入力マトリク
スによつて限定された最後の線でない場合（ブロック２
９）、上にζ述べた工程を繰返す。最後の線であれば、
第２のマトリクスが完了する。下記の工程は、入力マト
リクスによつて限定された線の交点と、各々の点で交差
する線とを確認するものである。

入力マトリクスにある点によつとて限定された線の選択
を再関する。入力マトリクスから１つの線を選択する（
ブロック３１）、この線の最初の点に関連したＰＵＩを
検査し（ブロック３２）、その点が使われているかどう
かを判定する（ブロック３３）。使われていれば、その
線４の他方の点に関連したＰＵＩを検査し（ブロック３
３２）、それも使われているかどうかを判定する（ブロ
ック３３４）。選択された線を限定する両方の点が使わ
れていれば、別の線を選択する（ブロック３１）。選択
された線を限定する点の一方が使われていなければ、そ
のＰＵをセットして、現在使用中であることを表わし（
ブロック３４）、その点並びに線の確認記号を保管する
（ブロック３５）。次に、次の逐次的な線を選択する（
ブロック３６）。この線の一方又は両方の点が使われて
いなければ（ブロック３７）、使われていない点を最初
に選択された点と比較する（ブロック３７１）。それが
合えば（ブロック３７２）、ＰＵＩをＪセットし（ブロ
ック３７３）、その点が使用中であることを表示し、そ
の点と線の確認記号を保管する（ブロック３７４）。こ
れが選ばれた点と交差する最後の線でなければ（ブロッ
ク３８）、次の逐次的な線を選択し（ブロック３６）、
上に述．べた工程を繰返す。これらの工程により、選ば
れた特定の点で交差する全ての線が確認される。上に述
べた工程の後、選ばれた点と交差する線は、それらを系
統的に処理することが出来る様に順番を付す。好ましい
実施例では、順番を付す為に、選択された各々の線に対
し、その線とここで取上げている点（節）を原点とする
一組の座標のＸ軸との間の角度を計算する（ブロック４
１）。次に、この角度に従つて、線に順番を付ける（ブ
ロック４２）。特定の点で交差する線が確認され、その
角度を計算した後、その内の１つを選ぶ（ブロック５１
）、選はれた線の負の側にある平行線を限定する式を決
定し（ブロック５２）、次の順番の線の正の側にある平
行線の式も決定する（ブロック５３）。

これらの式から、２本の線の交点を決定し（ブロック５
４）、或いは線が平行であれば、それらの接触点を決定
する（ブロック５５）。交点（又は接触点）を保管し（
ブロック５０はブロック６０）、前に貯蔵されている２
本の線の終点の代りにする（ブロック２５）。まだ使わ
れていない線が残つていれば（ブ市ツク５７）、次に利
用し得る線を選択し（ブロック３１）、こうして別の交
点並びにそれに関連した線を確認出来る様にする。

全ての線が使われていれば、平行線の終点のマトリクス
（ブロック２５）は、線の確認記号を持つており、それ
を使つて表示媒体により所望の出力を描かせる（ブロッ
ク８０）。この発明を実施するには（特殊用ハードウェ
アで実施するにしても、或いはプログラム式の汎用ハー
ドウェアて実施するにしても）、種々の解析関係を依存
する。

例えば、第２のマトリクスを発生する為に、好ましい実
施例は、入力データによつて限定された線と平行であつ
て、それから所定の距離だけ隔たる線の定義を発生する
。（入力データは終点を特定することによつて線を限定
する。）好ましい実施例は、所定の線に対して垂直な線
の定義をも発生し、２本の線の交点を決定する。次に若
干の解析関係を説明する。平行線の発生 線は次の式によつて表わされる。

Ｍ＋Ｂｙ−ｌ−ｃ ＝ｏ （１） 或る点から線まての距離Ｄは Ｄ＝（ＡｘｆＢｙｆＣ）／（Ａ２＋Ｂ２）１１２（２）
従つて、式（１）によつて限定された線から距離Ｄの所
にある線を表わす式はＭ＋ＢｙｆＣ−Ｄ （Ａ゜＋Ｂ゜
）゛１２＝０ （３）平行線がもとの線のいずれの側に
もあることを考えると、式（３）は次の様に一般化する
ことが出来る。

触＋Ｂｙ＋（Ｃ±Ｄ（Ａ２＋Ｂ２）”１゜）＝０ （４
）従つて、式（４）が、式（１）によつて限定されたも
との線に平行な２本の線を表わす。

垂線の発生 式（１）によつて限定された線に垂直な線は次の通りで
ある。

一ＢｘｆＡｙ＋Ｅ＝Ｏ （５） ここてＥは任意の定数である。

式（１）及び（５）によつて限定された線が交差する為
には、交点を確認して、Ｅの値を決定しなければならな
い。交点が式（１）によつて限定された線の終点である
ことを希望し、この終点が対の座標（Ｘ，，ｙ，）によ
つて限定される場合、式（５）は次の様になる。−Ｂｘ
ｌ＋Ａｙ，＋Ｅ＝Ｏ （６） Ｅ＝ＢＸＩ−Ａｙｌ（７） 平行線及ひ垂線の交点 式（６）及び（７）によつて限定された垂線と式（４）
によつて限定された平行線との交点は、一組の同時方程
式を解くことによつて得られる。

その解から座標の組が得られる。式（８）によつて限定
された２組の（Ｘ，ｙ）座標は、式（１）によつて限定
されたもとの線に平行な各々の線の一方の終点である。

各々の平行線の他方の終点は、今と同様にして見出すこ
とが出来る。次にこれらの線を前に述べた第２のリスト
（マトリクス）に集成する。第２のリストは、第１のリ
ストにある各々の項目に対して２つの項目を持つている
。この発明の好ましい実施例は（ＩＢＭシステム／３７
０モデル１５８の様な）汎用ディジタル計算機と、ＮＲ
Ｆ個の線分を限定する配列（ＸＹＣ）で構成されたＤＩ
ＭＥデータを使う様に設計された下記のフオルタン・プ
ログラムとを利用する。

このプログラムで、ＩＵは点使用表示子、ＩＣは線のど
ちらの端を見ているか（並びにその線が使われたかどう
か）を表わす線番号、ＡＮは線とＸ軸との角度、Ｄは試
験パラメータ、ＸＹは第２のマトリクス、ＡＢＣは前掲
の式（１）に定義した通りである。プログラムは、要素
（例えば道路）が０．００６単位の幅（Ｄ／２ ＝０．
００３）を持つ表示に対するデータを発生する様に作成
されている。下記のフオルタン．サブルーチンを使つて
、線とＸ軸の間の角度を計算する。

下記のフオルタン・サブルーチンを使つて、２本の線が
交わる点を計算する。

この発明の好ましい実施例は、上に述べたデータ変換を
行うのにプログラム式汎用計算機を用いるが、当業者で
あれば、ここで述べたことが、別の実施例として前述の
動作を遂行する為に、任意の特定のプログラムを必要と
しない特殊装置をも５構成することが理解されよう。

当業者であれば、入力データは上に述べた形式そのまま
である必要はないことが理解されよう。

一組の線を限定する実質的にどんな入力でも使うことが
出来る。勿論、他の或る形式の入力データｏでは、余分
の処理を必要とすることがあるが、これは当業者にとつ
て何等問題ではない。この発明を実施するには、形を変
えた表示に必ずしも一定の幅を必要としない。

この幅は入力パラメータにすることが出来る。表示全体
にわたつて、一定にする代りに、幅を変えることも出来
る。（これは、例えば市街の下水敷設図又は大きな建物
の配管図の様な或る種の表示では、特定の値にすること
か出来る。）改良された表示を限定する新しい一組のデ
ータを（任意の便利な媒体に）作り、後の或る時点でこ
の新しいデータを使つて、この新しいデータを作成した
装置とは全く別個の表示装置を制御することも、この発
明の範囲内に属することに注意されたい。

この発明の主要な要素は、一組の線分の入力の定義、入
力の線分と平行な対の線を発生する機構、発生された線
分の交点をみつける機構、及び交点を使つて、平行な線
分の終点を限定（又は限定し直す）機構である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を実施する装置の略図、第２図
は従来の典型的な一組の入力データから直接的に作成さ
れた表示を示す図、第３図はこの発明の方法を実施する
ことによつて発生されたデータから得られる表示を示す
図、第４図はこの発明の方法を実施する装置が行う工程
を示す慨略的なフローチャート、第５図、第６図及び第
７図はこの発明の方法によつてデータにどの様な作用を
加えるかを示す図、第８図はこの発明の好ましい実施例
によつて行われる工程を示す更に詳しいフローチャート
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交差する線分表示で構成された図面表示装置に於て
   、長さを持つが幅を持たない１次元線分表示を表わす入
   力データを、長さ並びに幅を持つ２次元表示を表わすデ
   ータに変換する為に、入力データによつて限定された線
   と平行な対の線の定義を発生する手段と、発生された線
   の交点を確認する手段と、 確認された交点を発生された定義と組合せて前記対の線
   の終点を設定する手段と、より成り前記対の線によつて
   前記２次元表示が構成されることを特徴とする図面表示
   装置。