JPS62288979A - コンピュータ援助設計方法及び装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明はコンピュータ援助設計（ｃＡＤ　）システムに
おいて、三次元物体、特に機械部品のモデルの画像を生
成するシステムに関する。

〔従来技術及びその問題点〕

従来において知られているコンピュータ援助設計システ
ムは、一般に２形式に分けることができる。第１の形式
はいわゆる２Ｄシステムであって、その作図・編集等の
機能をすべて２次元の図形（ｇｅｏｍｅｔｒｙＩ形状）
に基いて行うものであり、第２の形式−３Ｄシステムと
いう−は３次元図形に基くものである。

３次元図形に基くシステム−３Ｄシステム−は図形のあ
らゆる面で２Ｄシステムよシ良く整備されており、また
３次元空間における位相幾何学的（トポロジー）チェッ
クを行っている。このシステムは透視図、陰線、濃淡図
、およびコンピュータ・モデルの操作をもサポートする
。残念なが牧このシステムには幾つかの欠点があり、こ
れについて以下に述べる。

３Ｄシステムの基となる基本的な原理には、三種類のも
のが知られている。

第１はいわゆる３Ｄワイヤ・フレーム・システムである
。このシステムでは、物体（オブジェクト）の３次元図
形はその物体の縁を画定する線だけで記述される。これ
によりデータ構造が油溜になりシステムの応答時間が速
くなる。一方、このようなシステムではトポロジーのチ
ェックが不完全で、定義される図形が無効である場合が
ある。

第２の既知のシステムは・３Ｄサー゛フエス・モデルシ
ステムである。このシステムは主としてワイヤ・フレー
ム・システムに基くが、他に、記述された物体の表面に
関する情報をも取扱う。このシステムには他に幾つかの
特徴があるが、ワイヤ・フレーム・システムの場合のよ
うに、３次元トホロジーチ゛ニックが不完全であるため
に定義される構造が無効であることがある。３Ｄワイヤ
・フレゴム・システムの場合だけでなく３Ｄサーフエス
・モデルシステムにおいても記述されるトポロジーの複
雑さには限度がある。

第３の既知の３Ｄシステムは「ソリッド・モデルシステ
ム」と呼ばれる。このシステムは非、常に複雑なアルゴ
リズムを使用するが、非常に多くの特長を備えている。

特に、３次元空間における完全なトポロジーのチェック
を含んでいるので、常に有効な図形を保証することがで
きる。その結果、特に物体の３次元トポロジーをチェッ
クするときの手順は非常に時間がかかるものとなり、シ
ステムの応答時間が長くなる。

〔解決しようとする問題点及び解決手段〕本発明の主な
目的は既知の３Ｄシステムの長所をすべて保持しながら
ユーザのコンピュータ援助設計システムとの対話を改良
し、簡単化することである。゛ 本発明は、適切なレジスタを介して、少なくとも一つの
ユーザ入力インターフェース（入力装置；キーボード、
グラフィック・タブレット等）と、少なくとも一つのユ
ーザ出力インターフェース（出力装置；グラフィック表
示スクリーン等）とを備えているＣＡＤシステムを利用
する。このようなシステムにおいては、 ２Ｄモードでは、プロセッサは２Ｄ読み書きメモリ（リ
ード／ライト・メモリ）にアクセスしながら所定の平面
内にある物体の２Ｄ図形に係るコマンドだけを受は入れ
且つ処理する。該２Ｄモードは２Ｄ命令メモリ（インス
トラクション−メモリ）に入っている命令の制御のもと
に行われる。

プロセッサが前記２Ｄモードで動作しているとき前記物
体の３Ｄ図形に係るコマンドが入ると、制御（ｃｏｎｔ
ｒｏｌ、制御域）は変換命令メモリに移され、プロセッ
サはこのメモリに入っている命令を実行する。この命令
は次のステップから成る。

前記２Ｄ図形を対応する３Ｄ図形に変換し制御な３Ｄ命
令メモリに移し、次いでプロセッサがこのメモリに入っ
ている命令を実行して３Ｄ読み書きメモリにアクセスし
ながら前記３Ｄ図形を処理し、且つ（又は）格納する。

従来から当業者に知られている２次元コンピュータ援助
設計システムは、多くの欠点を有している反面、そのコ
マンドセット数が限られており、比較的使用し易いとい
う大きな利点がある。本発明は、この２次元ＣＡＤの利
点を活用しているものである。２Ｄシステムはまた３次
元空間において複雑な手順を行わなくてもよいため、シ
ステム応答時間が非常に速い。

本発明は既知の２Ｄシステムおよび３Ｄシステムの双方
の特定の要素を、その利点を保持し欠点を回避しながら
、利用している。これについて今度は詳細に説明する。

本発明によれば２Ｄモードでは、設計手順はここで２Ｄ
命令メモリと呼ぶ特定のメモリに入っている命令の制御
のもとに行われる。プロセッサはこのメモリに入ってい
る命令を実行する。２Ｄモードで、ユーザは２Ｄシステ
ムの場合に行うのと同じ仕方でシステムと対話する。特
に、今後「作業平面Ｊ　（ｗｏｒｋ　ｐｌａｎｅ　）と
呼ぶことにする特定の平面の２Ｄ図形に係るコマンドと
データとだけを入れることができる。この作業平面はＣ
ＲＴのようなグラフインク装置（今後ユーザ出力インタ
ーフェースと言う）に表示するのが望ましい。

この２Ｄモードを利用することにより幾つかの利点が得
られる。たとえば、現行の２Ｄシステムの命令は２Ｄ命
令メモリに格納することができるので、新しい命令を作
り出さなくてよく、現行の２Ｄ命令メモリさえも使用す
ることができる。ユーザに２Ｄシステムについての経験
があれば、新しいコマンド又は手順を習う必要がないの
で、新しいシステムに精通するのは非常に容易である。

本発明によるシステムの他の利点は、２Ｄモードでは、
図形を２Ｄ読み書きメモリに格納し、この図形を検索す
る等の機能や手順はすべて２次元で行うことができ、そ
のため、これら機能は２Ｄモードでは３Ｄモードよシは
るかに容易であるから、システム応答時間が非常に速く
なるということである。

したがって、２Ｄモードでは本発明によるシステムはユ
ーザ・インターフェースにおいて２Ｄシステムのように
見え且つ振舞う。

しかし真の２Ｄシステムとは異なシ、ユーザは作り出し
たい構成要素の３次元図形に作用するコマンドの入力が
可能である。例えば押出し動作（ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ　
ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　）により２次元輪郭（ｐｒｏｆｉ
ｌｅ　）からソリフド・オブジェクト　（物体）を作成
するコマンドを入力できる。また、物体の３次元図形に
作用さ也ることができる操作（ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）に
は、所定の２次元輪郭の穴を開けること、または現存の
３次元物体を２次元輪郭にあわせて切り取ることなどが
ある。このような操作は２Ｄ命令メモリの制御下にある
「作業平面」では行うことができない。この場合には、
制御を変換命令メモリに移も今度はシステム・プロセッ
サはこのメモリ、に入っている命令を実行する。この命
令により下記の動作が行われる。

まず、２Ｄモードで定義された２Ｄ図形が対応する３Ｄ
図形に変換され、 次いで、制御が３Ｄ命令メモリに移される。

実施例では、２Ｄで定義された物体はその形状に関して
更にチェックされる。この手順を位相幾何学的（トポロ
ジー）チェックと言い、たとえば、図形の構成要素の交
差あるいは分岐情の発生が確実に防止・さ゛れる　。　
　　　゛　　　　　　　′　　、現行の３Ｄシステムに
おいては、トポロジーチェックばワイヤ′・フレーム・
システ＝４たけサーフェス・システムの場合と同様不完
全であり、したがって無効な図形が生ずることがあるが
、それにもかかわらずソリッド・モデル・システム噴は
トポロジ、−チェックは時間がかかるものである。

本発明はこの二つの欠点を回避している。ワイヤ・フレ
ーム・システムまタハサーフエス・システムに関して、
本発明によるトポロジーチェックは、無効図形が定義さ
れる可能性を確実に回避できるため、完全であシ、ソリ
ッド・モデル・システムに関して、本発明によるトポロ
ジーチェックは、３次元図形に係るコマンドが入゛つた
ときのみ実行されるめであるから、それほど時間がかか
らず、また従来のソリッドモデル・システムのようにユ
ーザが物体に新しい図形要素を追加する必要がない。更
に、本発明によるトポロジーチェックは２次元で行うこ
とができる。たとえば、２Ｄによるチェックの後にも３
Ｄで無効図形が規定されないようにすることができる。

このためトポロジーチェックは、たとえ行っても、ソリ
ッド・モデル・システムと比較して容易且つ迅速である
。

上述の場合に、変換命令メモリが必要な変換を完了する
と、制御を３Ｄ命令メモリに移す。この場合プロセッサ
は３Ｄ命令メモリに入っている命令を実行する。特に、
プロセッサは前記３Ｄ図形を３Ｄ命令メモリに格納する
。その後で、制御を再び２．Ｄ・命令メモリに移し、そ
の制御のも尼でユーザはコマンドを入・力し続けること
ができる。

このようにして、本発明によるシステムでは、３Ｄ動作
は絶対的に必要な場合にのみ行われる。

その他゛の場゛合はすべて、操作は２次元作業平面に還
元される。

実施例でぽユーザは他にユーザ出力インターフェースに
より多数のビューを選ぶ機会が与えられる。制御が３Ｄ
命令メモリに移されると、そこに入っている命令により
プロセッサは３次元のビューを作り、これを２Ｄ読み書
きメモリに格納する。

同様な仕方で、作業平面に対応しない（たとえをくこの
作業平面に対して９０°の角を成す）２次元率面内のビ
ューは、３Ｄ命令メモリの制御のもとに作り、２Ｄ読み
書きメモリに格納することかで゛きる。ユーザが特定の
ビューを選ぶと、そ□れらは２Ｄ読み書きメモリにアク
セスすることにより、ユーザ出力インターフェースに表
示さ”れるｇこの場合ビニ−は変・換命令メモリにより
制御が３Ｄ命令メモリに移されるごとに更新され′るた
けである。

勿論、３Ｄモードで他の平面のビューが作られれば、そ
％・らの平面をユーザは２Ｄモードで使用する場合にも
新しい作業平面として定義することが・できる。その他
に、ユーザ社元の座標系に関して任意の角度を成すそれ
自身の新しい作業平面を定義することができる。これは
構成要素が部・公的に傾斜面を備えている場合に非常に
役立つ。この場合、には、傾斜面を新しい作業平面とし
て定義するととができ：、機能および操作はすべてこの
表面上゛で２Ｄモードで行うことができる。

他の実施例では、ユーザは所定のコ、ンドの入力によっ
て３Ｄ命令メモリに直接アクセスすることができる。こ
れは、たとえば、ブロック、錐東立方体、円柱、またけ
球のようなあらかじめ定義しである物体を呼び出すのに
有用である。３Ｄ命令メモリに直接アクセースすれば更
にプール演算（これは、たとえは、現存する二つの対象
の和集合を作る）のような他′の演算が可能になる。３
Ｄモードで対象を直接修正することも可能である。

本発明によれば、３Ｄ命令メモリに格納されている命令
はワイヤ・フレーム・システム、サー゛フエス・システ
ム、およびソリッドモデル・システムのような（後者は
好ましいものであるが）既知のすべての形式の３Ｄシス
テムを基礎とすることができ不ことが理解される。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

本発明の特徴及び利点は次の記述からさらに理解するこ
とができる。以下の説明では本発明について説明する他
にそれら図面につい′ても説明している。　　　　　　
　　　　　　　′添付図面において、 第１図はコンピュータ援助設計システムの全体構成を概
略的に示しており、 第２図はスクリーン画像の一例を示しており、第３図は
システム全体の詳細図であり、第４図は第３図の細部を
示すものであり、第５図はプロセッサの動作を示す流れ
図であり、 第６図から第１１図は本システムを使用する３次元物体
の作成の一例を示している。

第′１図を参照すると、コンピユー夕１が示しであるが
、これは、たとえば、プロセス・コンピュータでよい。

どのコンピュータは作成した物体の表現を行うことがで
きるグラライマウス能力を備えたスクリーン２と接続さ
れている（たとえば、この゛スクリーンは陰極線管とす
ることができ、好ましくは高分解能のカラー・グラフィ
ックス・スクリーンである・。）コンピュータはキーボ
ード３とも接続されており、このキーボードは、たとえ
ば、英数字テキストまたは数値寸法を入れるのに使用さ
れる。コンピュータ１は更に幾例学的構造と一後に説明
するように−コマンドとを入力するグラフィックス・タ
ブレツｌ−４と接続されている。

コマンドをキーボード３からも入力することができ、あ
るいはグラフィツクス・タブレット４を「マウス」、ラ
イトベンなどと置き換えることができることは言うまで
もない。

第２図には（実質的に平らな）スフ、リーン２に作成す
ることができるディスプレイの一例を示もユーザがその
物体を編集（エディツト）する平面を「作業平面」と呼
び、この作業平面を表わすため５と記しである。領域（
ａｒｅ’ａ　）　５は、実際の２次元平面と、ユーザが
２Ｄモードでその平面内に定義する図形構造とを示す。

換言すれば、入力及びすべての形状定義はユーザにより
この平面内で行われる。

他に、６ａ及び６ｂと記した二つのビュー（ｖｉｅｗ）
領域がある。これらのビュー領域で、ユーザは物体の他
の２次元図（領域６ｂに示される）や、物体の透視図（
領域６ａに示される）を選択して表示することかできる
。後述のように、これらのビューは３Ｄモードがアクセ
スされる場合にのみ作成・更新される。領域７はコマン
ド入力領域として働く。グラフィック・タブレット４の
適切な領域にペンシルを動かすことにより、コマンド入
力領域７に示されるコマンドを選択することができる。

第３図には、ユーザ入力インターフェース８が概略示さ
れている。このインターフェースはユーザからシステム
へ通信することができるようにするすべて゛の要素を含
んでいる。たとえば、第１図に示す構成では、このイン
ターフェース８はキーボード３とグラフィックス・タブ
レット４とを備えている。もちろんインターフェース８
はマウスあるいはライトペンのような他のものを使用す
ることができる。

インターフェース８はユーザが行いたいすべての入力、
特に定義する物体の形状に関するコマンド入力に使用す
る。後に説明する通り、これらのコマンドは一般に３種
類の命令に分けることができる。コマンドは入力レジス
タ９を介してプロセッサ１０に転送される。

プロセッサ１０は、後に説明する他の幾つかの構成要素
と同様に、コンピュータ１（第１図を参照）の一部であ
り、コンピュータ１を第３図では破線で示しである。

他方、本実施例に係るシステムはまた、ユーザ出力イン
ターフェース１２と接続されている出力レジスタ１１を
備えている。この出力インターフェースは情報をシステ
ムからユーザへ伝えるのに便用される。第１図を参照す
ると、このようなユーザ出力インターフェースはスクリ
ーン２がｔｌ的なものである。

本システム自身には一般に三つの処理径路がある。物体
の２次元図形に関連するコマンド（「２Ｄコマンド」と
言い、ブロック１３で表す。）が径路１４を経てシステ
ムに入ると、制御は２Ｄ命令メモリ１５に移される。プ
ロセッサ１０は今度はこのメモリに入っている命令を実
行する。この動作モードでは、図形に関連する手順はす
べてユーザが規定した「作業平面」と呼ばれる２次元平
面内で処理される。２Ｄ命令メモリに入っている命令は
、たとえば、従来例に係る２Ｄ−ＣＡＤシステムから得
られた命令であってもよい。

２Ｄモードの処理コマンドおよび命令（インストラクシ
ョン）は、ユーザ制御が容易でシステム応答が速いとい
う利点を持っている。このように応答時間が速いのは２
Ｄ処理が比較的容易であるためである。

２Ｄモードになっているときは、物体の図形に関する情
報は２Ｄデータ・メモリ１６に対して格納（ストア）、
検索（ストリープ）される。これはユーザが修正するこ
とができる図形情報を含んでいるが、ユーザは領域１６
ｂには直接アクセスしない。

２Ｄモードで作成された図形情報は、すべて２Ｄデータ
・メモリの領域１６ａにストアされ、ユーザがそこにス
トアされている情報を完全に制御するようになる。表示
すべき情報またはユーザに示す情報は径路１８で示すよ
うに出力レジスタ１１を経てユーザ出力インターフェー
ス１２に伝えられる。

「変換（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）コマンド」と呼ばれ、
ブロック１９で示す第２のタイプの入力コマンドがある
。

このタイプのコマンドは物体の３次元形状に作用し、例
えば現行の３次元物体を２次元輪郭にあわせて切り取る
（スタンプ）コマンド、削り取り（ミル）コマンド（２
Ｄ輪郭を利用する「削り取り」操作と同様に現存する３
Ｄ物体の一分を除去する）、２Ｄ輪郭から押し出し操作
により、或いは２Ｄ輪郭の外部の軸の周りにこれを回転
することによりソリッドオブジェクトを作成するコマン
ドなどである。これらが経路２０によりシステムに入る
と、制御は変換命令メモリ２１に移る。この変換命令メ
モリは径路２３ａで示したように物体の図形情報を２Ｄ
データ・メモリ１６の領域１６ａから受取る。変換命令
メモリは参照番号２２で示したように位相幾何学的チェ
ックに関する命令を備えている。これらの命令の制御の
もとに、物体はその幾何学的完全さに関してチェックさ
れる。

このチェックは２次元で行うことができる。２Ｄトポロ
ジーチエツクに合格し、有効な変換手順が２Ｄ輪郭につ
いて行われるならば、図形の有効性は３Ｄにおいても保
証され得るからである。

次に２Ｄ輪郭は入力した変換命令にしたがって３Ｄ物体
に変換される。変換が完了したら、数字２５で示すよう
に制御が３Ｄ命令メモリ２４に移される。この３Ｄ命令
メモリは（２６で示すように）物体の３次元図形に関す
る情報がすべて格納され且つそこから検索されるように
なっている３Ｄデーク・メモリ２７にアクセスすること
ができる。３次元図形に関する手順はすべて３Ｄ命令メ
モリ２４の制御のもとに行われる。３Ｄデータ・メモリ
２７から、物体の透視図を作ることができ、２Ｄデータ
・メモリ１６の領域１６ｂに格納することができる。こ
の目的で、制御は数字２３ｂで示したように２Ｄデータ
・メモリの領域１６ｂにアクセスすることができる変換
命令メモリ２１に移し変えられる。３次元図形情報は現
行の作業平面以外の平面内にある物体の２次元図形を作
るのに使用することもできる。この場合には、制御も逆
の方法で３Ｄ命令メモリ２４から変換命令メモリ２１に
移される。変換命令メモリ２１は前記２次元図形を作シ
出し、これを２Ｄデータ・メモリ１６の領域１６ｂ（こ
れ、にはユーザは書込みアクセスすることができない）
に格納する。

２Ｄプロフアイルを３Ｄオブジエク）Ｋ変換しなければ
ならないときに必ず行う２Ｄ）ボロジ−チェックは２Ｄ
図形のみに基くという利点を持っている。したがって、
チェックは全部を３Ｄでチェックするより容易となシ、
消費時間が少くなる。

その上、これは制御が変換命令メモリ２１に移されると
きにだけ行えばよく、現存する３Ｄシステムの場合のよ
うにユーザが新しい図形要素を追加するごとに行う必要
はない。

今示したように、「作業平面」の定義（ｄｅｆｉｎｅ　
）はユーザの責任になっている。もちろん、この定義は
設計手順中に変えることができる（たとえに−４第２図
の領域６ｂに示す２次元図形を新しい［作業平面」とし
て定義してこの平面内での編集が可能になるようにする
ことができる）。本発明によるシステムの非常に重要な
特徴は傾斜面または曲面をさえも「作業平面」と定義し
て２Ｄ入力もこの傾斜面または曲面に関して可能となる
ようにすることができることである。

本システムにはまた３Ｄ図形に直接関係するコマンドを
入れる機会がある。これを「３Ｄコマンド］と呼び、ブ
ロック２９および径路３０で示しである。これらのコマ
ンドは、たとえば、システムに格納されている「プリミ
ティブ」（プロツ久錐体、立方体、円柱、または球のよ
うな幾伺学的物体）のリドリープ、現存する３Ｄオブジ
エクトのプール演算（和集合のような）などから成る。

この場合には、図示したように、制御は３Ｄデータ・メ
モリ２７にアクセスできる３Ｄ命令メモリ２４に直接移
される。

システムのオペレーションはいスレモ、数字３１ａから
３１ｇで示したように、すべてのメモリおよびレジスタ
にアクセスできるプロセッサ１０の制御のもとに行われ
ることが理解される。

第４図は変換命令メモリ２１を更に詳細に示している。

変換命令メモリ２１はレンダリング（ｒｅｎｄｅｒｉｎ
ｇ　）プロセッサ３２と呼ばれる一組の命令とプロファ
イルプロセッサ３３と呼ばれるもう一組の命令とを備え
ている。プロファイルプロセッサは（矢印の方向で示す
ように）２Ｄプロフアイルを３Ｄオブジエクトに変換す
る（トポロジーチェックを含む）責任があり、レンダリ
ングプロセッサは３Ｄ図形情報をリドリープして、第２
図の領域６ｂで示すような「作業平面」以外の平面の２
次元図形を作り出す。このようにして、変換命令メモリ
２１は双方向的に（一般に、２Ｄから３Ｄへの変換およ
びその逆）動作する。

第５図はプロセッサ動作の全般流れ図である。

ユーザがコマンド（以下、命令とも言う）を入れると、
システムはラベル［５ＴＡＲＴＪでその動作を開始する
（３４）。まず第１に、入ったコマンドが２Ｄ図形に関
する命令であるか否かをチェックする（参照番号３５）
。入力されたコマンドが２Ｄコマンドであれば、システ
ムはこ」ｔを２Ｄ入力として受入れ、関連する情報を２
Ｄデータ・メモリに格納する（参照番号３８）。次いで
システムはユーザ出力インターフェースに示されている
２Ｄ作業平面を更新（ｕｐｄａｔｅ　）する（第２図の
領域５と比較のこと）。この更新は数字３９で示しであ
る。

入ったコマンドが２Ｄコマンドでなければ、システムは
更にこのコマンドが変換コマンドであるか否かをチェッ
クする（チェック４０）。否であれば、コマンドは３Ｄ
図形に直接関係するものであり（第３図の数字２９と比
較のこと）、３Ｄ情報が直接アクセスされ、処理される
（４１を参照）。

コマンドが変換コマンドであれば、システムは入ったコ
マンドがレンダリング命令であるか否かを決めなければ
ならない（チェック４２）。否であれば、制御が第４図
のプロファイルプロセッサ３３に移され（参照番号４３
）、２Ｄ情報が２Ｄデータ・メモリからリドリープされ
（４４）、この図形情報がその２Ｄトポロジーに関して
チェックされ（４５）。

得られた図形が４６で示すように３Ｄ命令メモリの制御
のもとに３Ｄデータ・メモリに格納される。

レンダリング命令であれば、制御は第４図のレンダリン
グプロセッサ３２に移され、４７で示したように３Ｄ図
形情報が３Ｄデータ・メモリからリドリープされ、この
情報が２Ｄ図形に変換され、２Ｄメモリに格納され（参
照番号４８）、図が作られる（４９）。

いずれの場合でも、変換コマンドが検出されれば、（第
２図の区域６ａおよび６ｂに示されている）図は５０で
示すように更新される。この図の更新は変換コマンドま
たは３Ｄコマンドが入った場合にのみ行われ、２Ｄ手順
の場合には行われた（為。

□コマンドをデコードし、処理してから、システムは新
しい命令を待つ（数字５１）（この場合は動作が再びラ
ベルｒＡｌで開始される）か、あるいはラベル「ＥＮＤ
」で示すようにシステム動作が停止する。

第６図から第１１図までは新しいシステムを用いてオブ
ジェクトを作成する一例を示している。

第６図によれば、数個の部分に分割されているスクリー
ン２が示されている。領域５でユーザは現在の作業平面
にしたがって２次元図形を定義することができる。図示
の例では、長方形５２が定義されている。この構造を２
Ｄモードで定義し゛てから、ユーザはＬｌ、ＦＴ動作を
開始する。コマンド「ＬＩＦＴ」は変換コマンドであり
、制御が変換命令メモリに移る。このメモリの制御下で
、作業平面内に示されている長方形５２はその２次元図
形についてトポロジーの誤りがチェックされ（この・チ
ェックで対応する３Ｄ図形が有効であることをも確認す
る）、平行六面体ブロックの内部表現（１ｎｔｅｒｎａ
ｌ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　）が作り出される
結果３Ｄへの変換が行われる。

第６図に示したディスプレイかられかるようへユーザは
多数の図を６０乃至６ｆと記した領域に定義したことに
なる（、これらのビュー領域は第２図の領域６ａと６ｂ
とに対応する）′。変換命令メモリの制御のもとにこれ
らのビューは２Ｄデータ・メモリの領域６ｂに格納され
、スクリー°ンに表示される。

・領域６Ｃには、内部定義された平行六面体ブロックの
透視図が示されている。このブロックに５３と記してあ
不。領域６ｄ乃至６ｆに作り出されたブロックの２次元
外形ビ１−５４乃至５６が示されている。ビューの方向
は、ブロック５３に参照番号ＩＶｄからＩＶｆにより示
しである。　　　　　゛スクリーンの特定の領域５７は
、コマンド入力域の役割をもつ。この領域で、ユーザは
ペンをグラフィックス・タブレット上の適当な位置に動
かしているいろなコマンドを選択することができる。

この操作は当業者には周知のことであるから、詳細な説
明は省略する。

第７図のように、ユーザは三角形５８を作業平面の構造
に追加した。この操作は２Ｄ命令メモリの制御のもとに
２Ｄモードで行われる。したがって、変換命令メモリも
３Ｄ命令メモリもこの操作の制御を行わないので、４ビ
ユー６Ｃ乃至６ｆに変化は生じない。

三角形５８を定義してから、ユーザはミル（削り取り）
操作を開始する。このミル操作は変換コマンドであって
、システムに作業平面で定義された２・０図形に関する
トポロジーチェックを行わせる。

このチェックが済んでから、２Ｄ図形は変換命令メモリ
の制御のもとに３Ｄ図形に変換される。得られた３Ｄ図
形は３・Ｄ命令メモリにより処理され、３Ｄデータ・メ
モリに格納される。この動作の後、ビューが更新され、
再び２Ｄデータ・メモリに格納される。これで、３Ｄ図
形に作用する変化を第４８図に示すように、領域６Ｃ乃
至６ｆのビューで見ることができる。第８図の６０乃至
６ｆのビューには、線５８にも記号を付している。

この操作を行ってから、システムはユーザにミル操作の
深さを尋ねる。この深さをキーボードから入力してから
、システムはミル操作を３Ｄで行う。次いで第９図から
れかるようにビューを更新する。第９図のビューは、ミ
ル操作の結果を露出面（ｏｕ　ｔｂｒｅａｋ）　５９と
して示している。

ミル１桑作を行ってから、ユーザが今度は作成されたブ
ロックの傾斜面５９に穴をあけたくなったとする。従来
のシステムでは、この操作を進めるのは非常に困難で、
プロセッサ・タイムの点からみても非常に時間がかかっ
ていた。次に、第１０図を参照して、本発明によるシス
テムでは、この穴開けをいかに容易に行い得るかを説明
する。

第１に、ユーザは新しい作業平面とすべき面として、露
出面たる傾斜面を定義する。この新しい作業平面を第１
０図の領域５に示す。この作業平面の表示では、破線６
０はブロックの下線の一つを示している。ビュー、６．
ｃ乃至６ｆは変化しない。

次に、ユーザは作業平面内にある傾斜面上に円を定義す
る。この円を６１で示す。前記内の定義は２Ｄモードで
行われるので、ビュー、６ｃ乃至６ｆは影響を受けない
。

円６１を定義してから、ビューは再びミル・コマンドに
入る。ミル操作の深さを定義するステップについては、
ここでは省略する。ミル操作の結果、その軸がブロック
の傾斜面に直角な穴が生ずる。

作成された穴は６２と記されており、領域６Ｃの透視で
最もよくわかるが、第１１図の他のビューでもわかる。

ビュー６１では、六６２はこのビューで見える外形には
現れてこないので、陰線で示されるだけになっている。

ここで注目すべきことは、円６１が真円に見えるのは作
業平面内だけであり、他のどのビューにおいても多かれ
少なかれ楕円に見えてしまうということである。

〔効　果〕 本発明は、上記あように構成され、作用するものである
から、３次元コンピュータ援助設計システムにおいて、
ユーザとの対話を飛躍的に向上さ　□せることができる
効果が得られる。すなわち、ユーザは作業平面上で２次
元の図形を作成し、この２次元図形を基にミル、リフト
などの適当な変換コマンドを入力することによって３次
元図形が作成されるので、プリミティブのプール演算を
行う必要がなく、作図操作を極めて簡単にすることがで
きるという効果が得られる。また、２次元コマンドにつ
いては従来と同じものを使用することができるので、２
次元ＣＡＤシステムの使用経験があれば、本発明システ
ムの習熟が容易であるという効果を奏する。また、本発
明におけるトポロジーチェックは、３次元図形に関連す
るコマンドが入力されたときにのみ実行されるので時間
がかからず、ま°た、３次元図形に変換される前の２次
元図形に関するトポロジーチェックを行うので、チェッ
クに要する負担が非常に軽減され、システムの応答が速
くなるという効果が得られる。また、３次元芽ブジェク
トの内部表現を変換して作業平面以外のビューを表示さ
せ且つ２次元データ・メモリにストアすることができる
ので、多数のビューを選択することができ、また作業平
面は３次元空間で角度など自由に定義することができる
ので、すべての作図操作を作業平面に還元することがで
きるという効果が得られる。また、３次元コマンドを入
力し、プリミティブの呼び出しや、プリミティブの定義
、プール演算などを行って、３次元モードで対象を直接
修正することもできるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係り、第１図はコンピュータ援
助設計システムの全体構成を概略的に示す斜視図、第２
図はスクリーン表示の一例を示す図、第３図はシステム
の詳細を説明するための図、第４図は第３図の細部を示
す図、第５図はプロセッサの動作を示す流れ図、第６図
乃至第１１図は本発明装置を使用した３次元オブジェク
トの作成を説明するためのスクリーン表示を示す図であ
る。 ８：ユーザ入力インターフェース（入力装置）、９：入
力レジスタ、１０：プロセッサ、１１：出力レジスタ、 １２：ユーザ出力インターフェース（出力装置）、１３
；２次元コマンド、１５　：２次元命令メモリ、１６：
２次元データ・メモリ、 １６ａ：ユーザのアクセスがなされる部分、１６ｂ＝ユ
ーザのアクセスがなされない部分、１９：変換コマンド
、　２１，２２　　：変換命令メモリ、２９：３次元コ
マンド、２４：３次元命令メモリ、２７：３次元データ
・メモリ、 ３２：レンディング・プロセッサ、 ３３：プロファイル・プロセッサ、 出願人　　横河・ヒユーレット・バソカード株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（ａ）キーボード、グラフィックス・タブレット等
   の、少なくとも一つの入力装置と、 （ｂ）前記入力装置に入力レジスタを介して接続される
   ディジタル・プロセッサと、 （ｃ）前記ディジタル・プロセッサに出力レジスタを介
   して接続される、グラフィックス 表示の可能なスクリーン等の、少なくとも 一つの出力装置と、 を備えたコンピュータ援助設計システムにおいて、 前記ディジタル・プロセッサ（１０）には、（ｄ）３次
   元オブジェクトの２次元表現の処理及び制御、又は処理
   若しくは制御のための命令のみを含む２次元命令メモリ
   （１５、１５ａ）と、（ｅ）３次元オブジェクトの３次
   元表現の処理及び制御、又は処理若しくは制御のための
   命令のみを含む３次元命令メモリ（２４）と、 （ｆ）３次元オブジェクトの２次元表現と、それに対応
   する３次元表現との相互の変換を行うための命令を含む
   変換命令メモリ（２１、２２）と、が接続されており、
   且つ、 前記プロセッサ（１０）は、 （ｇ）前記２次元命令メモリの命令を実行するとき、前
   記３次元オブジェクトの２次元表現の、図形データ及び
   関連するデータを含む２次元データ・メモリにアクセス
   するようになっており、 （ｈ）前記３次元命令メモリの命令を実行するとき、前
   記３次元オブジェクトの３次元表現の図形データ及び関
   連するデータを含む３次元データ・メモリにアクセスす
   るようになっているものであること、 を特徴とするコンピュータ援助設計システム。 ２　前記変換命令メモリ（２１）は、２次元トポロジー
   チェックのための命令（２２）を含んでいるものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のコンピ
   ュータ援助設計システム。 ３　前記変換命令メモリ（２１、２２）は、２次元図形
   を３次元図形に変換するプロファイル・プロセッサ（３
   ３）と、３次元図形情報を受けて該３次元図形情報を２
   次元ビューに変換し該２次元ビューを前記２次元データ
   メモリ（１６）にストアするレンディング・プロセッサ
   （３２）とを備えたものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第２項に記載のコンピュータ援助設
   計システム。 ４　前記２次元データ・メモリは、少なくとも２つの部
   分（１６ａ、１６ｂ）に分割されており、該部分の一方
   （１６ａ）はユーザがエディットをなしうる２次元ビュ
   ーに係る情報のみを含み、他の一方（１６ｂ）はユーザ
   が書き込みアクセスを行わないビューの情報を含むもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項又は第３項に記載のコンピュータ援助設計システム。