JPS6136791A - グラフイツク表示方法 - Google Patents

グラフイツク表示方法

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JPS6136791A
JPS6136791A JP16003485A JP16003485A JPS6136791A JP S6136791 A JPS6136791 A JP S6136791A JP 16003485 A JP16003485 A JP 16003485A JP 16003485 A JP16003485 A JP 16003485A JP S6136791 A JPS6136791 A JP S6136791A
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screen
dimensional
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JP16003485A
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ウイリアム・ジー・ウオラー
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Tektronix Inc
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Publication date
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/14Digital output to display device ; Cooperation and interconnection of the display device with other functional units
    • G06F3/153Digital output to display device ; Cooperation and interconnection of the display device with other functional units using cathode-ray tubes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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    • G06T15/10Geometric effects
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    • GPHYSICS
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    • G06F3/048Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0484Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] for the control of specific functions or operations, e.g. selecting or manipulating an object, an image or a displayed text element, setting a parameter value or selecting a range
    • G06F3/04845Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] for the control of specific functions or operations, e.g. selecting or manipulating an object, an image or a displayed text element, setting a parameter value or selecting a range for image manipulation, e.g. dragging, rotation, expansion or change of colour

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、グラフィック表示方法、特にローカルに蓄積
したデータから得た表示の見かけのビュー(視界)方向
を操作者が変更できるグラフィック表示方法に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕グラ
フィック端末装置では、操作者が表示情報の配置に限定
された制御を与えて図形情報を2次元で表示する。従来
例では、グラフィック命令をホスト−コンピュータから
受は取シ、ローカル・メモリに蓄積する。ズーム機能を
与えるため、異なる目盛係数縮尺変換をピクセル・ビッ
ト−マツプφメモリ内の表現への命令の変換に適用する
コンピュータやグラフィック情報は、3次元の場合でも
得られるが、2次元の隙極線管(CRT)画面は、この
情報を使用できない。幾つかの異なるビューをホストφ
コンピュータで計算し、別々に端末に送ってもよいが、
普通は表示可能な3次情報の異なるビューの数に限シが
あり再計算及び端末への再伝送のために多少の時間が必
要である。
他のシステムは、各表示毎にグラフィック画像を再計算
でき、画像の動きに相当の融通性があるが、これらのシ
ステムは複雑且つ高価である。
従って、本発明の目的は、グラフィック情報の表示ビュ
ーの方向をローカル・オペレータ操作で変更できる3次
元グラフィック情報を得るグラフィック表示方法を提供
することである。
本発明の他の目的は、表示対象物に対し、球状スパン及
びズームを行うグラフィック表示方法を提供することで
ある。
〔問題を解決するだめの手段及び作用〕本発明によるグ
ラフィック表示方法では、3次元画像情報を相当高レベ
ルの形式で端末に供給し、ローカル、即ち端末メモリに
蓄積する。この情報は端末内でピクセル・ビット−マツ
プφメモリに蓄積するための情報に変換し、このメモリ
は表示を行うために走査される。本発明では、観察者の
視点は、望み通りに変更可能であり、異なる方向から蓄
積情報を見ることができる。特に、球面パニング・シス
テムが可能で、操作者は、表示対象物を画面上で自由に
移動させ、即ちノぞン・アラウンドでき、その対象物を
異なる方向から再表示できる。新しい視点及び方向け、
操作者による経度及び緯度入力の変化から計算し、この
入力データを新しい視点に関して再変換する。また、表
示を所望に拡大できるズーム機能も得られる。
〔実施例〕
第1図は本発明によるグラフィック表示方法を実施する
だめのグラフィック端末装置を示し、キーボード0滲及
ヒホスト・コンピュータはインテル社製8086型マイ
クロプロセツサを含むプロセッサOeに接続される。プ
ロセッサαeは、メモリ08が接続されたプロセッサ・
バスに接続される。更にプロセッサ(1eは、ファーム
ウェアを蓄積したROM(リード・オンリー・メモリ)
を含む。ホスト・コンピュータ又はキーボード04鉱、
表示像を表わす最初の命令をプロセッサGeK送シ、こ
れらの最初の命令をメモ90秒に蓄積する。本発明によ
れば、蓄積命令はX、Y及びZ座標及び方向により決ま
るベクトルを用いた3次元像を表わすことができる。
ピクセル・ビット・マツプ形式で情報を蓄積する映像表
示メモリc!ルは、最終的にラスタ走査中KCRTt2
8)上で画像を制御するために使うグラフィック・デー
タを受は取る。ベクトル発生器C2は、プロセッサ・バ
スに接続され、メモリ(1秒内に蓄積した原型の情報に
従ったピクセル・データを発生する。この様に周知の様
式のプレセンハム・アルゴリズムを用いたものでよいベ
クトル発生器(2z#−i、高レベル命令を受は取り、
それをメモリC’41にマツプされる一連の2次元的ピ
クセルに変換する。映像タイミング及び制仰回路園もプ
ロセッサーハスに接続され、従来の方法で偏向回路(イ
)によシ行う水平及び垂直走査と共に、映像表示メモI
J C1!41に蓄積したピクセル−データの読み出し
を調整する。
表示メモリCI!4)は、例えば、カラーCRTを使用
するとき、特定の輝度値又は色度値をぎクセルに割当て
たカラー−マツプ会メモリ、即ちトランスレータ(ハ)
を介して読み出される。カラー・マツプΦメモリ(ホ)
はその蓄積情報を、メモリ(至)内のデジタル情報をア
ナログ情報に変換するデジタル争アナログ変換器(DA
C)’(ハ)を介して、CRTに供給する。
特定の実施例では、ビクセルeビットφマツプφメモリ
@に蓄積されたピクセルは、深さ4ビツトであり、即ち
各ピクセルを4ビツトで限定し、これらの4ビツトは、
メモリ(ハ)内のルック會アップ表を介して種々の選択
した色指定デジタル値に変換される。所望であれば、映
像表示メモリ124の出力は適当なりACK直接に供給
してもよい。
第2図を参照して、本発明の方法による「球面パニング
コを説明する。初めにグラフィック対象物■が、端末、
例えば第1図に示すCRT@の画面上のビューにあると
仮定する。表示像(ここでは自動車)は、ホスト会コン
ピュータからの高レベル・ベクトル命令(メモリa&に
蓄積されている)に応答してCRTの画面上に現われる
。これらの命令は、映像表示メモリt24)に入力する
ため、ベクトル発生器C′2により各ピクセルの列に変
換される。
偏向回路■のラスタ走査に従って、ピクセルがCRTの
画面上に現われて原型の像(至)を形成する。
従来の方法によれば、表示儂(至)は、倍率を乗算して
メモリU内の命令を再変換することによシ、CRTの画
面上で拡大していた。しかし、本発明では、メモリαe
内の命令は、3次元像を表わすためのX、Y及びZ空間
で与える。異なる方向、例えば自動車の背後から対象物
(7)を見るため、“UV”面のウィンドウ6zをビュ
ー移動中心(VMC)(ロ)に関して位置決めし、第1
図のメモリα沙門の情報を、それがあたかもウィンドウ
63の方向から見たように、CRT画面で第2表示を行
うために再変換する。
特定の実施例では、親指回転盤(サム・ホイール、図示
せず)又は他の適当な制御器を回転させウィンドウ03
及びウィンドウを含むUV面が接する想偉上の球面(至
)に対してウィンドウ(至)の位置を変える。更に、第
3図はウィンドウ位置を確認するためK、実際のCRT
画面上のウィンドウに対応するフレーム・?ツクスの位
置決めを示す。親指回転盤の運動によシ、球面(至)に
対するウィンドウの緯度及び経度の変化が得られ、これ
らの変化に従って新しいビュー基準点(VRP)(至)
を新しいビューの上側方向を示すベクトルV U P 
(40と共に計算する。また、ビュー移動半径(VMR
)(財)と共にビュー面法線(VPN ) (43を再
び計算する。更K、ビュー中心−を定め、目の位置が中
心例eにあるように対象物の透視図が得られるようKす
る。
第3図に、カーソルとして使用するフレーム・ぎツクス
C校をCRT表示と重なり合った関係で図示する。この
フレーム・ボックスは第2図のウィンドウ6zに相当し
、対象物(7)に対するウィンドウ■を位置決めするた
めに使用する。フレーム・〆ツクスはプロセッサOGに
より供給される、操作者により制御した命令に応答して
、CRTのスクリーン上を移動できる。図中では、フレ
ーム@?ツクスは親指回転盤によ#)CRT画面の右側
に移動し、右側球面(効に対する経度位置を示すように
する。
CRTIIlii面は平面であるが、このモードでのフ
レーム・ぎツクス、即ちカーソルの右側への移動を用い
て、第2図の球体(至)の右側周囲で球状のウィンドウ
C33の動きを示す。同様に、第3図のフレーム−ボッ
クスは、上述の手段(親指回転盤)で左側、下側及び上
側に移動でき対象物(至)の上下と同様に対象物の周囲
で左側にウィンドウG2を球面的に位置決めする。
ウィンドウc33を第2図に示す位置に移動させた後、
第2図に示す・ぞラメータを決め、対象物(至)の新し
いビューをCRT画面の”ビューポート″I/C−rツ
ピングするために、マイクロプロセッサ(IF5を用い
変換計算を行う。この新しいビューは、メモリαg内に
蓄積した3次元グラフィック情報を用いた自動車の点(
至)の位置、即ち自動車の左後からの自動車の表示にな
る。
上述した球面ノξニングを行うための視点の移動例加え
て、球体(至)の半径及び/又はウィンドウC32の大
きさは調整可能であり、ズーム機能が得られる。
従って、対象物(7)はどんな所望の角度からも見るこ
とができるばかりでなく、適当な方法で拡大又は縮小が
できる。球体(至)の半径を小さくする、即ちV M 
R(441を短くすると、投象中心点+46)がVRP
(至)がらのベクトル距離によシ定まる実際の方法で対
象物を拡大するために、対象物上をズーム・インfる。
半径VMRi44)を小さくすると、透視画のビューが
徐々に変化していき対象物(7)に向って歩いていくよ
うに見える。
ズームするためにウィンドウC33の大きさを変化させ
、CRT画面によシ表わすビューポートに新しいビュー
をマツピングすると、透視画で対応する変化がなく拡大
できる。このとき、他のAラメータは変化しないままと
する。
本発明の装置の動作は、第4図のフローチャートを参照
すると明確に理解できる。初めに、ポスト・コンピュー
タからの入力は3次元対象物を限定し、そのベクトル限
定情報はメモ90秒に蓄積される。この対象物を見るた
め、まず初めにビュー基準点CJAを置くところを決め
、メモリoe内の高レベル情報に応答してビクセルを位
置設定するために最初のビュー変換が決まる。この初め
の設定は。
第4図のフローチャートのブロック6Dで示す。変換は
、更に詳mJK以下に説明する。対象物、即ち表示対象
物は、模擬空間と呼ばれる3次元座標空間で限定する。
第2図に示されたパラメータを設定することにより、分
離3次元ビュー空間(LJVWは、観察者の右側へのU
軸点、上側へのV軸点及び観察者から離れるW軸点で限
定する。この様に第2図のウィンドウはUV面である。
単数又は複数の3次元対象物は、画面ピユーボートと呼
ばれる端末の画面の矩形領域に表示する。例えば、この
ビューボートはスクリーン全体を含んでもよく、第2図
のウィンドウr3″IJは、このビューボートにマツプ
され、又はビュー/−)は画面の一部を含んでもよい。
3次元模擬空間の各点は、後述する様に4×4ビユ一変
換同次マトリクスを用いて画面空間の点く変換される。
結果として得られた2次元点(u’、 v勺は、3次元
点(x+y+z)K対応する画面位置を与える。ビュー
変換同次マトリクスは、第2図のベクトル情報を入力と
して用いて後述する様K、ルーチンDspビュー変換に
より計算する。
対象物の最初の表示を得るために変換したメモIJ Q
[0からの入力情報について、使用者はビューを変化さ
せるためにフレーミング参ボックスを使用したいと仮定
する。使用者は、端末でローカルに、所望のモード及び
サブモード(ブロック(55) 全入力するために“フ
レーミング・キー”を選択する。
この2つのモードは、ノぞン・モード及ヒズーム・モー
ドを含む。)eニング用サブモードには、(1)第2図
のウィンドウの移動により対象物の囲りを巡回するため
のグローブ、(2)画像の”ピッチ”及び”偏揺れ角”
を変更できる視覚サブモード及び(3)表示のロールを
制御するための軸サブモードがある。ズーム・サブモー
ドには、(11第2図のVMR(2)を変えることによ
りズーミングを行ううrイアス(半径1 、f21第1
図のウィンi°つ(至)の大きさを変えることにより行
うウィンドウ・サブモード、(3)第2図の投設中心(
46)が移動するアイ(目)・モード、及び(4)単数
又は複数の対象物と和文わる関係で配置できる特定面間
にあるようにビューが制限されるカット会プレーン・サ
グモードがある。使用者は初めに親指回転盤の制御運動
の影響を決定するため、モード及びサブモードを選択す
る。この様に使用者が経度及び緯度を変えるために第2
図の限定した球体国の周囲でフレーミング@ゲツクスを
ノセニングしたいなら、ノぐン・モード及びグローブ嗜
モードを選択する。
第4図のブロックI53では、使用者は入力親指回転盤
を動かし、モード及びサブモードに関連するパラメータ
を変化させる。例えばパン・モード及びグローブ・サブ
モードを選択したとすれば、親指回転盤の動きは第2図
のVRP(至)及び続くビューを選択するために、VR
,P(至)に関するウィンドウC3Zを動かす最後の影
響を及ぼす。ルーチンDSpビュー変換は水平親指回転
盤のデルタU運動により与えられる入力数及び垂直親指
回転盤のデルタ■運動により与えられる入力数に応じて
、第2図の点及びベクトルに対応する新しい組の・ぞラ
メータを計算する。移動後、変換のため新しいビュー面
法線(4春即ち、対象物を示すベクトルを通る。ベクト
ル″W3’の最終値は次に見たい場所を示す。新しい基
準点も決定する。VMC(至)は、vRP(至)の位置
及び放射距離〜’MR(財)によって確かめることがで
きる。
使用者が、第4図のブロック54に示す様に端末のビュ
ー・キーを操作するとき、対象物の新しく選択したビュ
ーは、特定のモード及びサブ・モードに関連する・ぞう
゛メータの現在の値から計算したビュー変換を用いて表
示し、これらの値は水平及び垂直親指回転盤の回転の量
及び方向から計算する。4X4ビユ一変換同次マトリク
スを使用してメモリαε内の高レベルベクトル情報を新
しい方向からの新しいビュー用〈適当であるように、メ
モリ例内の蓄積のためピクセル情報に変換する。
上述の様に、第2図でビュー移動中心(至)の周囲を・
セニングした後、蓄積した3次元情報の異なる方向のビ
ューを得るため、ズーム番モード及びサブモードを用い
て、更に詳細に対象物を調べる。
本システムは、3次元ベクトル情報の受は取り及びロー
カル蓄積を可能にし、3次元対象物をローカルで調べる
便利な方法を得る。3次元対象物は、拡大の程度がどう
であってもどの方向からも調べられる。一方対象物を限
定する3次元情報はローカルメモリ(1&に残る。
本発明の特定の実施例の動作を次に詳細に説明する。
上述の他の専門用語に加えて、用語1頭部緯度(HdL
at)”及び゛頭部経度(HdLon )”は、あたか
も観察者が頭を傾け、画面上に示される新しいビューで
対象物を見るように、観察者の頭の位置を基準とする。
これらの要因は上述の7視野”及び6軸”サブモードに
関して有用性がある。
3次元傷用に使用する数学は、幾つかの文献に記載され
ており、それらは次の様なものである。
(11/フリユΦエム・ニューマン、7−A/@x)書
スプロール著”対話式コンピュータφグラフィックスの
原理2第2版1973年マ、グローヒル社。
333−356頁 (2)  ジエー・ディ0フオレー、ニー・パンφダム
著1対話式コ/ピユータ・グラフィックスの基11”1
982年アデイソンーウエズレイ社、267−316頁 表示対象物は、模擬空間(xyz)と呼ばれる右手3次
元空間で限定される。U軸が観察者の右側方向を指し、
■軸は上側方向を指し、W軸が観察者から離れる方向を
指す分離した左手3次元視界(UVW)空間を観察者が
決める。3次元対象物は端末の画面の矩形・領域に表示
される。この水平方向に向いた領域は、画面ビューポー
トと呼ぶ。端末画面の左下隅は、3次元画面(U’V’
W’)空間の原点を決める。ここで、U′はUに平行、
v′はVに平行、W′はWに平行である。
3次元模擬空間内の各点(x、y、z)は、次に示す4
×4ビユ一変換同次マトリクスを用いて画面空間の点(
u’、 v’ 、 w’)に変換する。Aを次のように
マトリクスで表わす。
u’、v’、v/は次の様に表わされる。
u’= (x*A11+)lA21+z*A31+A4
1 )/dv’= (x*A12+y*A22+z*A
32+A42)/dw’= (x*A13+y*A23
+z*A33+A43)/d但し、dは次のように表わ
される。
d = x*A14+y*A24+z*A34+A44
2次元点(u′、 v/)は、3次元点(x、y、z)
 K対応する画面位置を与え、W′は変換した点の深さ
を与える。この深さ情報は、隠面除去のため2バツフ7
・アルゴリズムを用いたシステムで使用できる。tバッ
ファ会アルプリズムは上述のニューマン及びスジロール
による文献(369−371頁)と7オレー及びパン・
ダムによる文献(560−561頁)K記載されている
ルーチン・ビュー変換によシ、次の入力からビュー変換
同次マトリクスを計算する。
(1)  ヒユー基準点(VRP): 左手UVWビュ
ー4間のぶ点を限定する3次元XYZ模璧空間の点(2
)  ビュー面法線(VPN) : UVW座標系のW
軸の方向を限定するビュー基準点(xyz空間での)か
らの零でないベクトル (3)  ビュー・アップ(VUP):ビュー面法線と
同一線上にないビュー基準点(XYZ空間での)からの
零でないベクトル。01面即ちw=Q面上のビュー−ア
ップの投数はV軸の方向を決める。
+4)  tJVウィンドウ:U及びV軸に平行で01
面内に存在する矩形領域の左下及び右上隅 (5)  目視位置(投数中心とも呼ばれる):UVウ
ィンドウの中心に対する”目視”の位置を決める。
UVW座標系で限定するベクトル。透視投数では。
像は目視位置に集中する光線に沿ってUv画面上投影さ
れる。平行投数では、像は目視位置からUVウィンドウ
の中心への線に平行な光線に沿ってUV面に投影される
(6)投数形式 1、 ビュー変換同次マトリクスを平行投数に関する計
算 2、 ビュー変換同次マトリクスを透視投数に関する計
算 (これら2つの場合のビュー変換マトリクス用の方程式
は、上述のフオレー及びパン・ダムの文献から得られる
。) (7)  画面ビューポート:端末の画面の水平方向に
並んだ矩形領域の左下及び右上隅。υVウインドウに含
まれる投影像の部分は、画面ビューダートを充分に占有
するように縮小し且つ位置決めする。
画面ビューポートの幅も高さも零であってもよい。
(8)  正面距離 =UV面に対し垂直な距離が正面
距離よシも短い像は、表示しない。
(9)背後距離 201面に対し垂直な距離が背後距離
よりも長い儂は表示しない。
最後の入力値はビュー変換マトリクスを計算するために
用いるNOTである。
α1 ビュー移動半径二球体の半径であり、その表面が
2次元座標系を限定し、観察者が2個の親指回転盤を用
いて球体の中心に対し、ローカルで/eニングできる。
球体の中心はビュー移動中心(VMC)と呼ぶ。
ルーテン−ビュー変換も次の球状値を計算する。
W=VPN/11VPN11 ここで、 11VPNIIはベクトルVPNの長さを表わす。
(ビュー面法線) U= (VPNxVUP)/1lVPNxVUP11こ
こで、VPNxVUPは、ピユー・アップやベクトルと
ビュー面法線とのベクトル争りロス積ヲ表わす。
M=WX U 3個のベクトルU、V、Wは、直交するベクトルの左手
の一群を形成する。
そのとき、ビュー移動中心は、次の式で与えられる。
VIVIC= VRP−(VMR,+Wルーチン書ビュ
ー変換は、フレーミング−システムで使用する次の変数
の値を設定する。
Radius:=ビュー移動半径 LLu:=UVウィンドウの左下隅のU成分LLv  
: =LIVウィンドウの左下隅のV成分URu  :
=UVウィンドウの右上隅のU成分URv:=UVウィ
ンドウの右上隅のV成分WCu  : = (LLu+
LIRu)/2 (UVウィンドウの中心Ou酸成分W
Cv  : = (LLv+URv)/2 (LIVウ
ィンド°つの中心のV成分)DeltaU:=URu−
LLu   (UVウィンドウの幅)DeltaV:=
URv−LLv   (tJVウィンド=’yo高さ)
gyeU  :=目視位置のU成分 ByeV  :=目視位置のV成分 EyeW :=目視位置のW成分 Wnear :=正面距離の値 Wfar  :=背後距離の値 ルーチン・ビュー変換は、端末への命令で観察者によシ
直接、使用でき、又は観察者が親指回転盤を回転させ、
ビュー・キーを押すことにより3次元対象物のビューを
ローカルで変更できるフレーミング・システム用のファ
ームウェア・コードによっても間接的に使用できる。
ルーチンを直接に使用すれば、そのとき次の様な数個の
球状変数も初期値化する。
Lat:=O Lon:=O HdLat:=O )1dLon: = 0 Rotate:==O UO:=O VO:=0 WO:=0 ルーチンを間接的に呼び出すと、これらの変数は初期値
化しない。ファームウェアの7レ一ミンr部分Fi、フ
レーミング・キー(ズーム、)ぞン。
ネクスト・ビュー及びビュー)のストロークを考慮して
ローカル3次元ズーミング及び/eニングに関連するモ
ード及びサブモードを設定し、変更する。シフト・キー
又はコントロール・キー若しくはその両方をフレーミン
グ・キーの1個を押したときと同時に押したかどうかを
ファームウェアは検出するので、ソフト書キー及びコン
トロール・キーと関係するこれら4個のキーは、16個
の異なる動作を示すことができる。具体的に16個の組
合わせは、次の通りである。
ズーム             ノぞンンフト・ズー
ム         シフト・ノぞンコントロール拳ズ
ーム     コントロール・ノぞンシフトーコントロ
ール骨ズーム ンフ)−コントロールQノぞンネクスト
やビュー            ビューシフト・ネク
スト・ビュー       シフト・ビューコントロー
ル−ネクストビュー コントロールφビューシフト・コ
ントロールψネクストビュー  シフト−コントロール
・ビューファームウェアの7レーミング部分モロ−カル
3次元ズーミング及びパニングのモード及びサブモード
に関連するパラメータを変化させる。水平親指回転盤及
び垂直親指回転盤の回転の量及び方向を用いて、これを
行う。ビュー・キーを押すとき、フレーミング−システ
ムによシ調整可能なノぞラメータの電流値を用いて、ビ
ュー変換ルーチンを与えるため適切な入力値を計算する
。このことは、観察者がローカルに指定する新しい位置
から3次元対象物を表示するようK、異なるビュー変換
マトリクスを限定する。
フレーミング争システムのモード及びサブやモードは、
観察者が与えたキー・ストロークにより次の様に決定す
る。
キー組合わせの場合 (注:モード=0:フレーミング・モードではない=1
 二 ′ズーム′モード =2二′)にン′モード ズーム・サブモード=0:′半径′サブモード=1 二
′ウィンドウ′サブモード =2二′アイ′サブモード =3 :′カット・プレーン′サブモートノぞン・サグ
モー)6−0 : /グローブ′サブモード=1:′視
野′サブモード =2:′軸′ サブモード) (ズーム): (ズーム・モードでズーム−キーを押せば、フレーミン
グ・モードが現われ、さもなければズーム・モードにな
る。) If Mode = 1 then Mode : =
 0Else Mode : = 1 End −If ()ぞ ン ) (、e 7・モーYでAン働キーヲ押せハ、フレーミン
グ・モードが現われ、さもなげれば、・ぞンーモードに
なる。) If Mode = 2 then Mode : =
 0Else Mode : = 2 End−If (シフト@ズーム) If Mode = 1 then ZoomSub Mode : =Zoom SubM
ode + 11f Zoom Sub Mode=4
 then ZoomSubMode: =OEnd 
If l se Mode : = 1 End−1f (シフト−パン) If Mode = 2 then Pan SubMode : = PanSubMod
e + 11f PanSubMode=3 then
 PanSubMode :=OEnd−Hl se Mode : = 2 End−If (コントロール・ズーム) (透視投数及び平行投像間の変更) Project ion Mode : = 3− P
roject ion Mode(ビュー) (全てのサブモーPの現在のieラメータに応じたビュ
ー変換を変更する。) (整数の角度) W1=−、g(Lat)+5in(Lon)CIO−s
in(Lat)VO−cos (Lat)*cos (
Lon) WOV 1 =−sin (Lat)+5i
n(Lonl LIO+ cos (Latl VO−
5in (Lat) *cos (Lon) WOU1
=WIXVI W2=CO3(HdLat)+5in(HdLon) 
Ul−sin(Hdl、atlVl −cos (Hd
Latl *cos (HdLon)WIV ’l =
−sin(HdLat)*sin (HdLon) U
l + cos(HdLat) Vl +5in(Hd
l、at )*cos (HdLonl WIU2=W
2xV2 U 3 = cos (Rotate) U2−sin
 (Rotate l y2V 3 = sin  (
Rotate)LI2+cos (Rotate)  
V2W3=W2 VRP=VMC+Radius W 入力と共にビュー変換を間接的に呼び出す。
(1)  ビュー基準点=y旦r (2)  ビュー面法線=W3 (3)  ピユーアップ=V3 +41   UV−ウィンドウ= (LLu、LLv)
、(LIRu、URv)(5)  目視位tjl   
=(EyeU、EyeV、EyeW)(6)  投数形
式  =最初の直交投数形式(不変化)(7)  画面
ビューポートコ最初の画面ピユーポート(不変化)(8
)正面距離  = Wnaar (9)背後距離  =Wfar Ql  視点移動半径= Radiusフレーミング・
システムのモード及びサブモードに関連したパラメータ
は親指回転盤によ)次の様に変える。
水平又は垂直親指回転盤の一方を動かすと、そのとき DeltaHを水平親指回転盤の回転量とし、Delt
aVを垂直親指回転盤の回転量とする。
If Mode = l then If Zoom Sutmode = Othen (
’ズーム′・モードの半径サブモード) Radius:=Radius * (DeltaH+
DeltaV+51211512R,Idius : 
= Maximum (Radius 、 8 )Ra
dius :=Minimum (Radius、 1
6777215 )End−If If ZoomSubmodc = 1 then  
(’ズーム′・モードの′ウィンド9つ′・サブモード
) newDel tau : = (URu −LLu 
l * (DeltaH+Del ta V+ 512
)newDel ta V : = (DeltaV/
Del ta U ) /2LLu : =WCu −
(newDelta U−DeltaLI ) / 2
URu : = LLu + newDeltaULL
v : =WCv −(newDeltaV−Delt
a V) /2URv:=LLv+newDeltaV
nd−If If ZoomSubmode = 2 then (
’ズーム′中モードの′アイ′・サブモード) EyeU : =EyeLJ* (De口aH+Del
taV+512)1512EyeV : =EyeV*
 (DeltaH+DeltaV+512)1512E
yeW : = EyeW* (DeltaH+Del
taV+512 )1512ndJf If ZoomSubmode = 3then (’
ズーム′ψモードの′カットプレーン′−モード) Wnear :=Wnear*(DeltaH+512
)1512Wfar  :=Wfar *1Delta
V+512)1512nd−If End−If (Mode = 1 )If Mode
 = 2 then If PanSubmode=Othen (’ノン′
φモードの′グローブ′・サシモード) Lat : = Lat* (DeltaV+512)
1512Lat :=Mjnimum(Lat、+90
)Lat : = Maxlmum (Lat、−90
)Lon : = Lon * (DeltaU+51
2)1512While Lon (−179d。
Lon : = Lon+360 End−While While Lon ) +180 d。
Lon: = Lon −360 End−While Enrl−If If PanSubmode = 1 then (’
Aン’ II モードの′視野′サブモードHdLat
 : =HdLat * (DeltaV+512) 
1512HdLat : =Minimum (Hea
dLat、 +90 )HdLat : =Maxim
um (HeadLat、−90)HdLon : =
HdLon * (DeltaU+512)1512W
hile HdLon (−179d。
)1dLon  : = HdLon+360End−
While While HdLon )+180  d。
HdLon:=f(dLon360 End−While End−If If PanSubmode = 2 then (’
パン′・モードの′軸′サブモード) Rotate :=Rotate* (DeltaU+
DeltaV+512)1512While Rota
te (−179d。
Rotate :=Rotate+360End −W
h i I e Whi le Rotate 〉+180 d。
ルotate :=Rotate−360’    E
nd −While End−If  (Mode=2) プログラム−ルーチンDspビュー変換を次に示す。
ビュー変換手順 入カニ (11θVRP(ビュー基準点):左手UvW座標系の
原点を指定する3次元空間内の点 (2)θVPN (ビュー面法線): UVW座標系の
W軸を指定するビュー基準点(xyz空間で)からの零
でないベクトル (3)θVUP(ピユーアップ):ビュー面法線とは同
一線上にないビュー基準点(xyz空間で)からの零で
ないベクトル。UV面のピユーアップの投影は、V軸を
指定する。
(4)UV−ウィンド1パラメータ (θLLu 、θLLv )は、UVW空間内のW=O
面(UV面)上に6る3次元ビュー・ウィンドウの左下
隅を指定する。(θURu、θURv )は、そのビュ
ー・ウィンドウの右上隅を指定する。
(5)θEyePosition : UVW座標系で
指定したベクトルであり、07面上のUVウィンドウの
中心からの目視位置を与える。UvW座標系は、左回り
であるから目視位置のW座標は、零以下で実際の目視位
置の値を表わす。
(6)θProjection Type −1平行投
象2透視投象 (7) 画面ビューポート命ノぐラメータθXView
Cornerは、画面ビュー/−トの左端ピクセルを指
定する。
aZViewSizeは、画面ピユーポート幅内のピク
セルの数を指定する。
θYView Cornerは、画面ビューポートの下
端ピクセルを指定する。
δYViewSizeは、画面ビューポートの高さ内の
ピクセルの数を指定する。
(留意点、3次元対称に関し、θZViewCorne
r 及びaZViewSizeが最小になるように限定
且つ想偉上の3次元ビューポートの深さを限定する。こ
れらの値は画面ピユーポー)Kおる点の深さW′の計算
のみに影響する。W′の値は、2バツフア・ノ・−ドウ
エアと共に使用できゐ。
θZVjewCornerは、画面ビューポートの最小
深さを指定する。
θZviewsizeは、画面ビューデートの深さを指
定する。
(8)θFront Distance :少し離れて
、ビュー面からW軸に沿った(即ちビュー面法線ベクト
ル)K沿った前面距離は、平行前面クリッピング面(手
前の面と呼ばれる)K帰する。前面(手前)面は、UV
W座標系のW=前面距離面である。
(9)θBack Dlstance :少し離れて、
ビュー面からW軸に沿つ丸背後距離は、平行背後クリッ
ピング面(向こう側面と呼ばれる)K帰する。背後(向
こう側)面は、UvW座標系のW=背後距離面である。
(IIa ViewMot ton Radius :
ビュー基準点でUV面に接触し、UV面の正のW軸側に
ある1ピユ一球面”の曲率半径である。
ビュー変換手順は、UVビュー面及び現在のビューに関
連するビュー変換特性を限定する。
ビュー基準点を通るビュー面法線に直角な面は、ビュー
面又はUV面と呼ぶ。ビュー面法線は、U”lW座標空
間の正のW軸方向を指定する。
ビュー面法線及びピユーアップ−ベクトルは、XYZ空
間の点で限定されず、原点(0,0,0)の始点を用い
て限定した方向ベクトルを表わす。
UVウィンドウの隅は、3次元XYZ座標から2次元U
V座標への投影の後、ビューポートにマツプされる01
面ウィンドウを限定する。
((Umin+Umax )/2 、 (Vmin+V
max)/2 ) )に包含されるウィンドウ中心があ
る。
Eye−positionは、3次元ターミナル空間を
見る位置を設定する。透視投数のため、投数中心をUV
W座標系の〔(目視位置)+(ウィンドウ中心)〕K位
置設定する。平行投数のため、投数の方向をUVW座標
系で目視位置ベクトル方向により与えられる。
Projection−Typeは、3次元対2次元の
投影が目視位置方向へのウィンドウ中心内の平行投数か
、目視位置で投数中心を用いた透視投数であるかを決め
る。
W座標が〔背後距離、・・・・・・、前面距離〕の範囲
外であるグラフィック情報は、表示されないが、クリッ
ピング面境界で切り取られる。
View−mot ton −radiusは、ウィン
ドウ中心及びビュー移動半径の曲率半径を有するUV面
の+W側でUV面に接するUV球面を限定する。
ローカル3次元”Aニングハ、普通ヒユー基準点、ビュ
ー面法線及びピユーアップの値を変化させるUV球面の
周囲で行う。
アルゴリズムの説明 egin (data types : Q * R+ S 、 T ase 4 by 4 m
atricesVPN、VPN、 VUP、 EYE、
 U、 V、Ware 3element vecto
rs XViewCorner 、 YVietvCorne
r 、 ZViewCorner。
XViewSize 、 YVieWSize 、 Z
ViewSize 、 Wnear 。
ProjectionType are intege
r values 、     )If proced
ure VieWingTransform call
ed directly thenVRP:=θVRP VPN  : = θvpN VUP:=θVUP nd−If Radius :=View−Motion−Radi
usLLu   :=aLLu LLv   :=+9LLv URu   :=aURu URv   :=θURv WCu   :=(LLu+URu)/2(The U
 component of the UV−wind
ow center)WCv  :=(LLv+URv
)/2(The U component of th
e UV−window center )Delta
U :=LIRu −LLu  (The width
 of the UV−window )DeltaV
 :=URv −LLv  (The height 
of the UV−windowlEyeU  :=
θEYEftl EyeV  :=aEYE(21 ByeW  :=θEYE(3) ProjectionType : =θProjec
t ton TypeXViewCorner   :
 =θXviewCornerYViewCorner
   : = aYViewcornerZViewC
orner   : =θZVievi+Corner
XVjewSize    :=θXView8ize
YViewSize    : =θYViewSiz
eZViewSize    : = aZView8
izewnear        :=θFrontD
istanceWfar        :=θBac
kDistance〔l・)xyzからUVW空間に変
換マトリクスを計算する。
(A)軸3がVPNに沿い、VUPが1.2面にあるよ
うにマトリクスQの土庄3×3部分を計算する。
左側システムとする。
ここで、Wfll 、 W +21及びW(3)は、ベ
クトル成分W : =VPN/IIVPNII U ill 、 U (2)及びU(3)は、ベクトル
成分(J  :  = (VP可×yすP)/IIVP
さ×yすHt+V m、 V (21及び■(3)は、
ベクトル成分V : =U xW 〔B〕 ビュー基量点を原点に変換する。
〔C〕変換マトリクスを計算する。
T:=R*Q(マトリクス乗算) (IJ)原点にUVウィンドウ中心を置き、没殿中心(
目視位置)を原点よp上に配置するように座標空間を切
シ取るために必要な変換を計算する。
[E) UVW変換マトリクスに対する結果的XYZを
計算する。
8i=T*几(マトリクス乗算) 〔l)透視没殿であれば、透視を示すRマトリクスを変
化させる。
If projection Type = 2 (透
視) then(A)透視マトリクスを設定する。
ここで C1= −(Wnear+W f ar −EyeW 
) /EyeW(:2=  (Wnear*Wfar)
/ByeW(B)結果的変換マ)IJクスを計算する。
8:=8*T(マトリクス乗算) (1)UVW空間から画面ビューポート空間への変換マ
トリクスを計算する。ウィンドウ最高中心は原点にあシ
、それをウィンドウ最高中心に戻さなければならない。
即ち (1)  Translate (+WCu 、+WC
v)そのとき、左下隅を原点に移動させる。
<2>  Translate (−LLu、−LLv
)そのとき、手前の面をW=O面に移動させる。
各座標を適当なウィンドウ対ビュー4−ト縮尺8x 、
 sy又鉱8zで乗算する。
ビューポートの位置に像を移動させる。
(4)Translate(+XViewCorner
 、+YViewCorner 。
+ZViewCorner ) 〔A〕8は次のように表わされる 但し、Sx′・・−・・8zは次のように表わされる。
Sx’ = 8x * (WCu −LLu ) +X
ViewCorner8y’ = 8Y* (WCv 
−ILLv ) + YVi ewCorner8z’
= ZViewCorner 及び Sx = XViewSize/Del taUSy 
= YView8ize/DeltaV8z = ZV
iew8ize/(Wfar −Wnear )CB)
変換マトリクスをつくる。
R:=8*T(マトリクス乗算) 〔■〕同次ビュー変換マトリクスRをベクトル発生器に
与える。
ビュー変換手順終了 〔発明の効果〕 本発明によれば、3次元表示対象物を示すグラフィック
情報及び操作者からの視界移動に関する情報を計算して
、操作者の視点を変化させ異なる方向から表示対象物を
見た2次元像が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のグラフィック表示方法を行うために用
いるグラフィック表示装置のブロック図、第2図は、本
発明の方法による球面/eニングの動作を説明するため
の簡略図、第3図は表示像及びフレーム・ゼツクスを示
す簡略図、第4図は、本発明の詳細な説明するためのフ
ローチャートである。 代 理  人    伊  藤    貞  ゛ζム7
′】、 FIG、 2 FIG、 4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 異なる方向からの視界を得るため表示対象物の周囲をパ
    ニングするグラフィック表示方法において、 3次元表示対象物を示す第1グラフィック情報を入力及
    び蓄積し、 上記第1グラフィック情報に応じ上記表示対象物の第1
    の2次元像を形成し、 上記表示対象物の上記第1の2次元像に関して位置設定
    した視界移動中心の周囲のパニング運動を限定する第2
    情報を入力し、 パニングした方向からの視界を表わすために、上記第1
    グラフィック情報及び上記第2情報を計算して、パニン
    グした方向から見える上記表示対象物を表わす第2の2
    次元像を形成することを特徴とするグラフィック表示方
    法。
JP16003485A 1984-07-20 1985-07-19 グラフイツク表示方法 Pending JPS6136791A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63315684A 1984-07-20 1984-07-20
US633156 1996-04-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6136791A true JPS6136791A (ja) 1986-02-21

Family

ID=24538501

Family Applications (1)

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JP (1) JPS6136791A (ja)
KR (1) KR900008144B1 (ja)
CA (1) CA1240426A (ja)
DE (1) DE3587638T2 (ja)

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EP0168981B1 (en) 1993-10-27
KR870001511A (ko) 1987-03-14
KR900008144B1 (ko) 1990-11-03
DE3587638T2 (de) 1994-06-01
EP0168981A2 (en) 1986-01-22
DE3587638D1 (de) 1993-12-02
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