JPS62162173A - 図形表示方法 - Google Patents

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〕 本発明は図形処理機能を有する図形表示装置に係り、特
に１機械系の設計支援システムに好適な図形表示方法に
関する。

〔従来技術〕

従来の図形処理機能を有する図形表示装置は２次元形状
を取り扱うものが主流であった。このため３次元形状の
取り扱いでは図形表示装置を利用する側で次元を減らし
、投影情報である２次元形状情報を図形表示装置に転送
しなければならず。

３次元形状を見る位置、角度が変る毎に同様な処理を行
なわなければならなかった。このため、３次元の図形処
理にとっては非常に応答の遅いものであった。

このような問題を解決するため、３次元の図形処理機能
を有する図形表示装置が開発されている。

例えば特開昭５５−１８７４５号または米国特許第３８
８９１０７号に示されるように、複数の平面で構成され
る３次元物体の隠線消去するものが知られている。この
方法では複数の平面で構成される３次元物体しか取り扱
えず、複雑な曲面形状を含む機械構造物の２次元形状設
計には示していない、また、曲面を微小な平面で記述す
ることも可能であるが、情報量が膨大となり、その情報
の転送に多くの時間を必要とするなどの問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来は２次元図形を扱うものが主流であった。

３次元図形を扱おうとすると表示装置側で次元変換など
をおこなう必要があり処理に時間がかかった。また３次
元物体を複数の平面で構成する方法もあるが、曲面を表
わすために該分割平面を微小化すると情報量増大による
処理時間が増大するという問題があった。

本発明は図形処理機能を有する図形表示装置において、
従来の問題点を解決すべく、図形表示装置内で目的とす
る３次元形状を効率よく生成でき。

また１図形表示装置とアプリケーションシステムとの情
報の転送では、情報量が最小となるインターフェイスを
持つ図形表示装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は図形処理機能を有する図形処理装置において、
３次元形状を基本３次元図形の集合体として記述、管理
し表示するものである。基本図形はその形状を規定する
情報（形状タイプ、形状パラメータ）、３次元空間内に
配置される位置、姿勢情報によって管理される。また、
このように記述された３次元形状を見る位置、見る方向
などの情報も同時に管理できるようにした。さらに、こ
の図形表示装置とアプリケーションシステムとのインタ
ーフェイスでは、基本図形単位の情報の転送を行うこと
に特徴がある。

℃作用〕 立体図形をその基本図形に分割し、分割された基本図形
の集合として目的とする３次元図形の表示をおこなうと
ともに図形データの転送を該基本図形単位におこなう。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第２２図により説明
する。

第１図は設計者１と図形表示制御装置２またはホスト計
算機０（アプリケーションシステム）３との対話システ
ムを示したものである。設計者１からの指令（コマンド
）４はタブレット５．スタイラスペン６、ファンクショ
ンキー７、キーボード８から人力され１図形表示制御装
置２により解釈され、ポスト計算機３での処理が必要な
場合にはインターフェイス手段９を介してホスト計算機
３に指令４が転送される。ホスト計算機３にはアプリケ
ーションプログラム１ｏがロードされており、図形表示
装置２でできない処理を行う。たとえば、ホスト計算機
３では図形表示制御装置２で管理できない各種設計情報
または機械構造物の全体について管理する。必要ならば
これらの各処情報はファイル１１に登録したり、検索し
たりすることができる。図形表示制御装置２ではホスト
計算機３または設計者１により入力された基本図形の情
報を管理し、必要に応じて作画情報を作成してグラフイ
ンクディスプレイ１２に表示する。設計者１はグラフィ
ックディスプレイ１２に表示された結果を見て次の行動
を決定する。グラフィックディスプレイ１２の画面とタ
ブレット５は１対１に対応しており、スタイラスペン６
によりグラフィックディスプレイ１２の画面に表示され
た作画情報を識別できる。設計者１はグラフィックディ
スプレイ１２にも表示された結果を見て、次の指令４を
タブレット５．スタイラスペン６、ファンクションキー
７、キーボード８から入力し、同様な操作を繰り返火す
。このようにして設計者１は図形表示制御装置２または
ホスト計算機３と対話しながら目的とする三次元形状を
図形表示制御装置２のメモリー内に生成する。生成され
た三次元形状は設計者１の判断に基づき、インターフェ
イス手段９を介してホスト計算機３に転送され、アプリ
ケーションプログラム１０で管理され、必要に応じてフ
ァイル１１に格納される。

第２図はこのような対話システムで設計される三次元形
状を示したもので配’［？１３の形状は円柱。

円錐、トーラスなどの基本図形１４ａ〜１４ｄの集合体
として記述した例である。また、機器１５も同様に直方
体２円柱９球などの基本図形１４ｅ。

１４ｆの集合体として記述した例である。設計者１は図
形表示制御装置ｉ！ｔ２内に基本図形１４ａ〜１４ｆを
生成し、移動２回転コマンドを用いて適当な位置、姿勢
に基本図形を配置し、基本図形１４ａ〜１４ｆの集合演
算（図形間の和集合、差集合、積集合を求める機能）に
より目的とする三次元形状を生成するのである。

次に図形表示制御装置２内でどのようにして基本図形を
生成するかについて第３図により説明する。図形表示装
置２内には三次元形状をモデリングするため第３図に示
すようなモデル空間１６を自動的に設定している。モデ
ル空間１６はモデル座標系１７を持っている。モデル座
標系１７は直交座標系であり、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で示され
る。また、基本図形１４も第３図に示すようにプリミテ
ィブ座標系１８を持っている。プリミティブ座標系１８
も直交座標系であり、（ｘ、　ｙ＋　ｚ）で示される。

基本図形１４を図形表示装置２内で生成した場合にはモ
デル座標系１７とプリミティブ座標系１８は一致した状
態になっている。基本図形１４のモデル空間１６内での
移動２回転はモデル座標系１７に対するプリミティブ座
標系１８の移動ｍＰｏ　　（Ｘｏ、Ｙｏ、Ｚｏ）、回転
ｆｆ１ｌ”（３Ｘ３のマトリックス）で表わされ、プリ
ミティブ座標系１８内の一点ｐ’　　（ｘ＋　３’＋　
ｚ）はモデル）Ｍ環系１７内の一点Ｐ　（Ｘ、Ｙ、Ｚ）
　にＰ＝　（Ｆ）Ｐ’　＋Ｐｏ　　　　　　−・・・　
（１）と変換できる。（１）式を成分で表わすと、とな
る。図形表示装置ｉ２２内では基本図形１４の個個につ
いて形状情報、移動量２回転量を保存している。

次に第４図〜第８図により、基本図形１４ａ〜１４ｄの
グループ化について説明する。一般の三次元構造物は複
数個の部品の集合体として記述されており１部品は複数
個の基本図形１４ａ〜１４ｄの集合体として考えること
ができる。、ｆ５５４図はこのような概念を示してもの
であり、モデル空間１６内に複数個の基本図形集合体１
９ａ〜１９ｄが存在しており、各基本図形集合体１９ａ
〜１９ｄは基本図形１４ａ〜１４ｄの集合体として記述
されているところを示している。前述の第２図における
配管１３．ｆｉ器１５がこの基本図形集合体１９．１９
ｂ、１９ｃ、１９ｄなどに相当する。

第５回は基本図形集合体１９を基本図形Ａ、　Ｂの集合
体として記述した例を示している。基本図形集合体１９
は基本図形Ａをモデル空間１６内に配置し、次に基本図
形Ｂを生成して位置合せを行い、基本図形Ａと基本図形
Ｂの和集合として記述したものである。集合体記述モー
ド２０〜２４はそれぞれ和集合体モード２０．差集合モ
ード２１゜積集合モード２２．配置モード２３．干渉チ
ェックモード２４となっており、各基本図形単位に形状
情報として図形表示装置内で管理する。集合体記述モー
ド２３は基本図形１４の配置だけを記述するモードであ
る。また、集合演算記述モード２４は干渉チェック用形
状２５を定義する場合に用いる。これは干渉チェックの
要求の場合に対象となる形状である。第６図（ａ）〜（
ｃ）は集合演算について示したものであり、集合体記述
モード２ｏは基本図形１４間の和集合を求めるモードで
ある。集合体記述モード２１．２２はそれぞれ基本図形
１４間の差集合、積集合を求めるモードである。前述の
第２図は集合演算モードの配置モード２３を用いて記述
した例である。また、第７図は集合演算の具体例を示し
たものであり、第７図（ｉ）は基本図形Ａ、Ｂの位置関
係を示したものである。第７図（ｉｔ）は基本図形Ａと
Ｂの和集合（Ａ＋Ｂ）を行った結果である。第７図（ｎ
ｉ）は基本図形ＡとＢの差集合（Ａ−Ｂ）を行った結果
である。第７図（市）は基本図形Δ、Ｂの差集ｅｒ（Ａ
−Ｂ）を行った結果である。第７図（ｉｖ　）は基本図
形Ａ、Ｂの積集合（Ａ傘Ｂ）を行った結果である。さら
に第８図は金型製品を基本図形間の集合演算で作成した
例であり、和集合２０と差集合２１の繰り返しにより作
成したものである。

以上のように図形表示装置２内に生成された三次元形状
をグラフィックディスプレイ１２上に表示しなければな
らない。これについて第９図（Ａ）（Ｂ）を用いて説明
する。第９図はグラフィックディスプレイ１２の画面に
複数個のウィンド２６を同時に表示できる例を示してい
る。グラフィックディスプレイ１２には表示座標系（Ｘ
’　、Ｙ’　。

Ｚ’）２７が設定されており、画面の手前方向がＺ′の
正方向である。また、ウィンド２６にもウィンド座標系
（Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’）２８が設定されており、ウィンド
座標系２８の原点Ｏ′はモデル空間１６を見る視点の位
置である。モデル空間１６内に生成された三次元形状は
投影変換され、ウィンド座標系２８で記述され、ウィン
ド座標系２８のＸ’　Ｙ’平面に投影形状（すべてのＺ
′を零として表わされた形状）が作成され、グラフィッ
クディスプレイ１２の画面に表示される。ウィンド座標
系２８のＺ′軸の負方向が視線方向２９に−ｔａする。

ウィンド座標系２８は設計者が任意の位置、姿勢に設定
でき、これらのウィンド制御情報は図形表示装置２内で
管理される。

次に図形表示制御袋ｖ１２内でのデータの管理について
第１０図〜第１４図により説明する。第１０図は図形表
示制御装置２内の一次元メモリー内の全体構造を示した
もので管理する情報は大きく、（ｉ）ウィンド制御情報
、（■）基本図形集合体情報、（ｉｉｉ）基本図形情報
、（１ｖ）表示属性情報の４つに分けられ、それぞれは
セル構造となっている。各情報はポインターでつながれ
ており、各情報への始めのポインターは一次元メモリー
の先頭部で管理している。始めにウィンド制御情報への
ポインターが管理され、ポインターのアトレア１を検索
すればウィンド制御情報を逐次取り出すことができる。

−次元メモリーの２ワード目には基本図形集合体情報へ
のポインターｊが格納されており、アドレスｊを検索す
れば基本図形集合体情報が取り出せる。同様に基本図形
情報９表示属性情報についても同じである。また、−次
元メモリーの５ワード目には空きエリアへのポインター
を格納しており、削除エリアの再生に利用する。

第１１図（ａ）〜（ｃ）はウィンド制御情報の管理項目
を示したものであり、グラフィックディスプレイ１２上
に表示するウィンド２６単位に管理する情報である。ウ
ィンド制御情報の内部名称は図形表示制御装置２内での
一貫番号であり、外部名称は設計者が自由に求めること
ができる名称である。投影のタイプには平行投影と透視
投影のいずれかを選択できる。視点はモデル空間１６を
見るウィンド２６のウィンド座標系２８の原点である。

投影マトリックスはモデル座標系１７内の１点をウィン
ド座標系２８の１点に変換するものである。ウィンド表
示範囲は表示座標系２７に対するウィンド表示範囲は表
示座標系２７に対するウィンド２６の左下および右上角
の座標値である。

また、モデル空間の表示範囲はウィンド２６で表示対象
とするモデル空間の一部を表現するもので。

モデル座標系１７の軸に平行な直方体を表わす角の点で
記述する。光源情報はウィンド２６単位に持つことがで
き、光源タイプとしては平行光源または点光源を選択で
きる。光源位置はモデル空間１６内の１点として記述す
る。また、光源は色。

輝度が指定でき、色は光の三原色（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ
：青）の混合で記述し、各色の輝度は０〜２５５まで定
義できるものとし、 Ｉ＝ＲＸ１０Ｂ＋ＧＸ１０３＋Ｂ Ｒ，Ｇ、ＢはそれぞれＯ〜２５５ と記述する。光源以外にも周囲光が光源と同様に定義で
きる。

第１２図は基本図形集合体情報のデータ項目を示したも
のであり、始めの１ワード目には次の基本図形集合体情
報セルへのポインターを管理している。基本図形集合体
の内部名称、外部名称はそ基本図形の情報へのポインタ
ーであり、これを辿ることにより、基本図形集合体を構
成する全ての基本図形情報を得ることができる。

第１３図は基本図形情報セルのデータ項目を示したもの
である。始めの３ワードは前述したセルと同様である。

集合体記述モード、移動斌２回転量は前に説明したもの
である。表示属性情報へのポインターは基本図形を表示
する場合の属性（例えば、表示面の反射係数）を管理し
ているセルへのポインターである。次の基本図形情報へ
のボインターは基本図形集合体を構成する基本図形情報
セルへのポインタであり、これを辿れば基本図形タイプ
を構成する総ての基本図形情報を検索できる。基本図形
集合体情報のポインターは基本図形の属する集合体を簡
単に識別できるように設けたものである。基本図形形状
パラメータのデータ量とは次につらなる基本図形形状パ
ラメータのワード数を示している。基本図形の形状パラ
メータは基本図形を特徴づける寸法データである。

第１４図（Ａ）、（Ｂ）は表示属性情報セルのデータ項
目を示したもので、セルの１ワード目は次の表示属性情
報へのポインターを示している６２ワード目は表示属性
のインデックスであり、図形表示制御装置ｉ２２内にお
いて自動的に設定される。

以下の情報は面の表示における反射モデルを表現するた
めのものであり、 周囲光反射係数：ｋａ 拡散反射係数　：ｋｄ 直接反射係数　：ｋｓ 拡散反射指数　：ｒ 直接反射指数　：ｈ とし１周囲光の強さを■ａ、光源の強さを工、とすれば
、第１４図（Ｂ）におけるＰ点で観測できＩ＝ｋａＩａ
＋（ｋａ（Ｎ−Ｌ）’＋ｋｓ（Ｒ−■）’）Ｉｐと求め
られる。この計算はＲ（赤）、Ｇ（緑）。

Ｂ（青）別に行う０表示属性情報セルでは各反射係数は
Ｒ，Ｇ、Ｂの３つの成分について記述することができ、
３次元形状の表面の材質感を任意に表現できるものとし
た。また、このような反射モデルはいろいろなものが考
えられており、屈折率。

通道率も記述できるものとし汎用化を図った。

次に図形表示制御装！ｉ！２で取り扱える基本図形１４
について第１５図〜第２０図で説明する。基本図形１４
は （ｉ）　　１７１分要素 （ｎ）　　平面要素 （ｉｔ）　　曲面要素 （〜）立体要素 の４つの分類できる。第１５図は線分要素を示したもの
であり、基本図形１４としては点、直線分。

円／円弧、だ円／だ円弧および自由曲線が定義でき、そ
の基本図形を記述する幾何情報も同時に示している。幾
何情報としては桂状を記述する形惜パラメータおよび形
状を識別するための基本図形タイプがあり、第１３図の
基本図形情報セルの基本図形形状パラメータの部分で管
理される。点はプリミティブ座標系１８の原点に生成さ
れ、形状パラメータはない。直線分は線分長で記述され
。

プリミティブ座標系１８のＸ軸上に生成される。

円／円弧は半径ＲとＸ軸からの角度０で記述される。だ
円／だ円弧も同様に長径Ａ、短径Ｂ、角度θで記述され
る。自由曲線は滑らかに接続された複数個のセグメント
から構成されるものとし、一つのセグメントは三次のベ
ツエ曲線で表現するものとした。三次のベツエ曲ａＲ（
ｔ）（ｔは補助変数であり、Ｏ＜ｔ＜１）は第１６図に
示すようなＰ１＋　Ｐｚ　＋　Ｐａ　、Ｐ４を制御点と
すればＲ（ｔ）”　（１ｔ）ａＰｔ＋３　（１−ｔ）”
Ｐｚ＋３　（１−ｔ）ｔ”Ｐａ＋ｔ８Ｐ４ と表わせる。この曲線は （ｉ）　　始点、終点で接線方向がそれぞれＰＩＰ２゜
ＰａＰ４に一致する。

（…）　　ｔ＝ｏ、ｔ＝１ではそれぞれＰｌ　＋　Ｐ４
を通る。

（ｉｉｉ）　　Ｒ（ｔ）で表現される曲線は制御点の凸
多角形内（第１６１ｉ！ｉＩの斜線部分）に含まれる。

（ｔｖ）　　制御点を移動することにより任意の曲線が
生成できる。

などの特徴があり、計算機による図形処理に適した性質
を持っている。

第１７図は平面要素を示したもので、平行四辺形９円、
だ円、正多角形および自由曲線で囲まれた任意形状が定
義できる。この要素は第１７図の斜線部分で示すように
平面上の領域を記述するものであり、プリミティブ座標
系のｘｙ平面内に生成される。平行四辺形は幅Ａ、高さ
Ｂ、角度θ。

オプションｒＯＰＴからなる形状パラメータで記述され
る。オプションとは平面の接線方向を変更するものであ
り、 工○ＰＴ＝ｌ：基本図形を生成した状態であり平面の法
線方向はプリミティブ 座標系の２軸の正方向に一致 工○ＰＴ＝−４：平面の法線方向はＺ軸の負の方向に一
致 を示している。円は半径Ｒ９回転角θ、オプションによ
り記述される。だ円は長径Ａ、短径Ｂ、角度θ、オプシ
ョンで記述する。正多角形は外接半径Ｒ９分割数Ｎ、オ
プションで記述する。また、任意形状は線分要素で定義
された形状の閉ループで記述する。具体的に桂状パラメ
ータは閉ループを構成する線分要素の数Ｎ、ｇ分要素の
名称ＡＩ（ｉ　＝、　１〜Ｎ）、オプションから成る。

閉ループの方向は第１７図において、ｍ分要素を始点か
ら終点へ進むとき、その左側が平面要素の領域になるよ
うに定義する。

第１８図は曲面要素について示したものであり、機械構
造物でよく現われる基本図形である。基本図形としては
円筒面２円錐面２球面、トーラス面。

自由曲面を取り扱えるものとした。円筒面は基本図形タ
イプは３１であり、形状パラメータとしては半径（Ｒ）
、高さくＨ）、オプション（ＩＯＰＴ）からなり形状を
記述する。オプションは面の表裏を示し、前述の平面要
素の場合と同じである。円錐面は基本図形タイプは３２
であり、半径１（Ｒｒ）、半径２（Ｒ２）、高さくＨ）
、偏心層（Ｄ）、オプション（ＩＯＰＴ）からなる形状
パラメータで記述される。偏心ｆｌｉＤは偏心円錐面を
表わすための量であり、プリミティブ座標系のＸ軸座標
で示すものとした。球面は基本図形タイプは３３であり
、形状パラメータは半径（Ｒ）、カットｔ　（Ｄ）　、
オプション（ＩＯＰＴ）から成る。

カット量（Ｄけはプリミティブ座標系のＺ軸上の座襟値
で表わす（−ＲＳＤ＜Ｒ）。トーラス面は基本図形タイ
プが３４であり、大径（Ｒ，）、小径＜ＲＳ　）　、角
度（Ｏ）、オプション（ＩＯＰＴ）からなる形状パラメ
ータで記述される。角度はトーラス面の定義領域を示す
量である。自由曲面は基本図形タイプは３５であり、自
由曲面形状は滑らかに接続された複数個の三次のベツエ
曲面５（ｕｎ　ｖ）（ｕｎ　ｖは補助変数であり、Ｏ＜
　ｕ　。

■く１）で表現するものとした。第１９図は三次のベツ
エ曲面を示したもので、Ｐｏｏ、　Ｐｏｚ＋・・・・・
・。

Ｐ８ｇを制御点とすれば。

Ｓ（ｕ、ｖ）＝（（１−ｕ）８３（１−ｕ）”ｕ　３（
１−ｕ）ｕ２ｕａ）・と表わせる。この曲面はベラ二面
線と同じ性質を備えており、計算機による図形処理に適
している。

自由曲面の形状パラメータとしてはＵ方向、■方向のベ
ツエ曲面の数（パッチ数Ｎｕ　、ＮＶ）とＮｕ　ｘＮｖ
に対応するバッチ制御点（Ｐ１〜Ｐｔｃ）、オプション
（ＩＯＰＴ）から成る。

次に立体要素について説明する。立体要素とは面によっ
て囲まれた三次元の部分空間であり、三次元上の一点Ｐ
が与えられたとき、点Ｐが部分空間に含まれるか否か判
定できるものである。第２０図は本実施例における立体
要素を示したものであり、直方体９円柱２円錐２球、ト
ーラス、柱体、錐体２回転体、任意立体などを用意した
。直方体２円柱２円錐９球、トーラスは柱体、錐体。

回転体の特殊なケートして考えられることができるが、
１ａ械構造物でよく現われる形状であり、データの少旦
化のため用意するものとした。直方体は基本図形タイプ
が４１であり、幅（Ａ）、　奥行（Ｂ）、高さくＣ）、
オプション（工○ＰＴ）からなる形状パラメータで記述
される。オプションは立体要素を構成する面の表裏を反
転するものであり、前述の平面要素の場合と同じである
。円柱。

円錐９球、トーラスはそれぞれ面要素の場合の形状パラ
メータと同じであり、基本図形タイプはそれぞれ４２，
４３，４４．４５である。柱体は基本図形タイプ４Ｇで
あり、プリミティブ座標系のｘｙ平面内に含まれる線分
要素の数（Ｎ）とＮに対応する線分要素の名称（ＡＩ、
ｉ＝１〜Ｎ）および高さくＨ）、オプション（ＩＯＰＴ
）からなる形状パラメータで記述される。線分要素の名
称とは第１４図の基本図形集合体の内部名称または、第
１３図の基本図形の内部名称である。錐体は基本図形タ
イプが４７であり、形状パラメータは線分要素の数（Ｎ
）、線分要素の名称ＣＡＩ、　ｉ＝１〜Ｎ）、錐体の収
束点（Ｐ）、高さくＨ）、オプション（ＩＯＰＴ）から
成る。回転体も同様に基本図形タイプは４８であり、プ
リミティブ座標系のｘｙ平面上にある線分要素の数（Ｎ
）、線分要素の名称（Ａｔ　、　ｉ　＝　１−Ｎ）　、
回転角（θ。

ｏ’　＜０＜ａ６ｏ＠）、オプション（工○ＰＴ）から
なる形状パラメータで記述される。柱体、錐体１回転体
に共通していることであるが、プリミティブ座標系のｘ
ｙ平面内に記述される図形は第１７図の平面要素の場合
同じように記述されるものとして取り扱う。任意立体は
基本図形タイプが４９であり、面によって閉じられた形
状として取り扱う。形状パラメータとしては面の数（Ｎ
）。

面の名称（ＡＩ、ｉ＝１〜Ｎ）、オプション（ＩＯＰＴ
）から成る。面の名称とは第１２図の基本図形集合体の
内部名称または第１３図の基本図形の内部名称を表わし
ている。

以上のような基本図形１４をベースとして図形表示制御
装置２内に目的とする三次元形状を生成する。図形表示
制御装置２内に生成された３次元形状を設計者１に識別
できるようにグラフィックディスプレイ１２に表示しな
ければならない。三次元形状をグラフィックディスプレ
イ１２に表示する方法としては（ｉ）ワイヤフレーム表
示。

（ｉｉ）カラーシュイデング表示の２通りがある。

（ｉ）のワイヤフレーム表示とは３次元形状の特徴的な
線分、たとえば稜線２輪郭線、相貫線などをグラフィッ
クディスプレイ１２に表示すもので、円、だ円、自由曲
線などは第２１図（Ａ）〜（Ｆ）に示すように微小な直
線分に分割され表示される。

（ｉｉ）のカラーシエイデングによる表示は面をぬりつ
ぶして表示するものであり、円筒面などの２次曲面と自
由曲面は第２２図（Ａ）〜（Ｄ）に示すような多面体に
分割し、グラフィックディスプレイ１２に表示する。こ
の場合、見る方向を奥行きとしたデプスバッファ法と呼
ばれる表示方法によりピクセル単位の陰面処理が行なわ
れグラフィックディスプレイ１２に表示される。最近は
第２２図において多面体の各頂点における曲面の法線ベ
クトルを用いた方法が開発されており、よりリアルな表
示ができる。例えば第２０図に示した立体要素はそれを
構成する面に展開し、同様な操作によりディスプレイ１
２に表示する。また、第５図に示した基本図形１４間の
集合体記述モードの実現は、前述のデプスバッファ法に
集合体記述モードを取り入れた拡張デプスバッファ法が
開発されている。この方法を用いることにより、上記方
法により記述された三次元形状をリアルに表示できる。

また、先述の実施例では、目的とする三次元形状をグラ
フィックディスプレイの画面上に表示する方法として第
２１図、第２２図（Ａ）〜（Ｄ）のように１曲線要素は
直線分９曲面要素は平面（多角形）の集まりとして表現
しているが、曲線。

曲面はベツエ曲線、ベツエ曲面で記述している。

そこで、ベラ二曲線、ベツ二曲面の表示装置が開発され
れば、直線分、平面に分割する必要はなくなり、さらに
効率のよいものとなる。

〔発明の効果〕

本発明によれば１図形処理機能を有する図形表示装置に
おいて、目的とする複雑な３次元形状を基本図形の集合
体として記述、管理することにより、投影などの表示情
報の作成は図形表示装置内で行え、転送する情報量を極
端に減少させることができる。

また、本図形表示装置とアプリケーションシステムとの
インターフェイスでは基本図形単位の情報の転送なので
３次元形状の変更ではその対象となる基本図形情報だけ
を転送すればよく、形状の変更及び入力が効率よく行え
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する図形表示装置の概略構成を示
すブロック図、第２図は図形表示装置内で管理される形
状の基本図形展開図、第３図は三次元空間内に基本図形
を配置するための座標系を示す説明図５第４図は基本図
形の集合体を示す説明図、第５図は基本図形間の演算タ
イプを示す説明図、第６図（ａ）〜（ｃ）は基本図形間
の演算結果を示す説明図、第７図（ｉ）〜（ｔｖ）は集
合演算モードの具体的な説明図、第８図は基本図形間の
集合演算により目的とする形状を作成する過程の説明図
、第９図（Ａ）、（Ｂ）は図形表示装置のディスプレイ
画面に表示されるウィンドと座標系を示す説明図、第１
０図は図形表示装置内で管理される全データ構造を示す
説明図、第１１図（ａ）〜（ｃ）は図形表示装置のディ
スプレイ画面に表示されるウィンドの情報を示す説明図
、第１２図は基本図形の集合体を記述する情報を示す説
明図、第１３図は基本図形の配置を記述する情報を示す
説明図、第１４図（Ａ）、（Ｂ）は図形表示装置のディ
スプレイ画面に三次元形状をリアルに表現するため材質
属性を示す説明図、第１５図は基本図形のうち線分要素
を示した説明図、第１６図は線分要素の中で自由曲線を
記述する方法を示した説明図、第１７図は基本図形のう
ち平面要素の説明図、第１８図は基本図形のうち曲面要
素を説明した説明図、第１９図は曲面要素の中で自由曲
面を記述する方法を示した説明図、第２０図は基本図形
のうち立体要素を示す説明図、第２１図（Ａ）〜（Ｆ）
は線分要素をグラフィックディスプレイ両面上に表示す
る方法を示した説明図、第２２図（Ａ）〜（Ｄ）は曲面
要素をグラフィックディスプレイ画面上に表示する分割
方法の説明図である。 １・・・設計者、２・・・図形表示装置、３・・・ホス
ト計算機、４・・・指令、５・・・タブレット、６・・
・スタイラスペン、７・・・ファンクションキー、８・
・・キーボード。 ９・・・インターフェイス手段、１０・・・アプリケー
ションプログラム、１１・・・ファイル、１２・・・グ
ラフィックディスプレイ、１３・・・配管、１４・・・
基本図形、１５・・機器、１６・・・モデル空間、１７
・・・モデル座標系、１８・・・プリミティブ座標系、
１９・・・基本図形集合体、２０・・・和集合モード、
２１・・・差集合モード、２２・・・積集合モード、２
３・・・配置モード、２４・・・干渉チェックモード、
２５・・・干渉チェック用形状、２６・・・ウィンド、
２７・・・表示座標系、２８・・・ウィンド座標系、２
９・・・視線方向。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、図形処理機能を有する図形表示装置における図形表
   示方法において、 ３次元図形を複数の基本図形に分割してあらかじめ記憶
   し、 与えられた表示対象３次元図形を該あらかじめ記憶して
   いる基本図形の移動・回転による集合として定義し 該定義されたる３次元図形の表示をおこなうことを特徴
   とする図形表示方法。 ２、前記特許請求の範囲第１項記載において、３次元立
   体図形表示のためのデータ転送を該分割記憶されている
   基本図形単位におこなうことを特徴とする図形表示方法
   。