JPS6261172A - ３次元文字表示方式 - 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、３次元グラフィックディスプレイ装置におい
て、３次元空間内に定義される文字をスクリーン上に表
示せしめる３次元文字表示方式に関する。３次元物体の
形状の表示と共にテキスト文字の表示を必要とする応用
、たとえば機械、建築物の設計などに利用可能である。

［従来の技術］ 従来、３次元空間内に定義された情報を２次元スクリー
ン上での情報に変換、投影し、表示するＪめの装置であ
る３次元グラフィックディスプレイ装置において、本来
２次元空間での画（パターン）として定義される文字を
表示するための技術として、次の２つの方法が採用され
てきた。

（ａ）３次元空間中に文字平面を定義し、その上で文字
の向きと大きさを指定し、２次元で定義された文字のス
トロークを３次元に拡張する。これに視野変換と投影変
換を施して２次元の座標として求め、その２次元座標に
応じて文字をスクリーンに描画する。この場合には、物
体と文字とを同一空間で定義できるという特長がある。

（ｂ）３次元の座標系とは無関係に、スクリーン−１−
に２次元座標系を設定し、その上で２次元文字を描画す
る。この場合には、実現が容易であるという特長がある
。

ところが、上記の従来の技術には、次のような問題点が
ある。

４ａ）法線ベクタを与えることによって文字平面を定義
しなければならない上に、文字の各パターンが３次元の
ベクタで表現され、各々に視野変換、投影変換等を加え
なければならず、効率が悪い、さらに、文字平面は３次
元空間に固定されるので、視野座標系を変えると文字の
見え方が大きく変化する。たとえば、視線（視野座標系
のＺ軸）を文字平面に平行にとると、文字は全く見えな
くなる。これは、ある物体と文字列を同時に多くの方向
から眺めるような技法（マルチビューイング）を用いる
場合に特に問題となる。

（ｂ）文字列が３次元の他の物体や視野座標系に無関係
に与えられるので、３次元空間中に物体に付随する情報
として文字列を定義することができない、また、かかる
文字列は奥行を持たせられないので、透視投影をきかす
ことができず、隠線、隠面消去の対象にすることもでき
ない。

［発明が解決しようとする問題点］ そこで、本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を
解決し、３次元グラフィックディスプレにおいて、３次
元空間内に位置と大きさを指定された文字を、視野座標
系の位置と姿勢に関係なく、文字平面を常に投影面に平
行になるように保ったまま描画するように適切に構成し
た３次元文字表示方式を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明では、上記の問題点を解決するために、文字の基
準点を３次元空間に与える手段と、その文字基準点に対
してのみ視野・投影変換を施して投影座標系での文字基
準位置を定める手段と、３次元表示したい文字について
の２次元パターンを発生する手段と、要すればその文字
パターンについて文字サイズと回転の変換を施す手段と
、その変換を施された文字パターンを当該投影座標系で
の文字基準位置まで平行移動する手段とをＡえたことを
特徴とする。

〔作　用］ このように、本発明では、文字の位置（１店復。

点）を他の物体の形状を定義する場合と同様に３次元空
間に与え、視野・投影変換を文字の基準点←対してのみ
施す、ここで、文字平面は指定せず、文字平面が必ず投
影面に平行になるように制御する。さらに、文字の位置
の奥行情報に応じて透視、隠線、隠面処理が可能となる
。

このように、本発明によれば、文字を真横や裏から眺め
ることにより文字が判読できなくなるようなことを避け
ることができる。さらに、文字は奥行を持つので、透視
、隠線処理の対象とすることができる。しかもまた、描
画するための・（モ・メータとして文字平面を定義する
手間を省略できる。

［実施例］ 以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明の一実施例を第１図に示す。ここで、１は視野・
投影変換器、２はベクタ加算器、３は文字パターンベク
タ発生器、４は２次元線型変換器である。

まず、ワールド座標系での文字の基準位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ
、１）を１点、３次元の同次座標として指定で視野・投
影変換器１に入力する。この変換器ｌでは、基準位置（
Ｘ、Ｙ、Ｚ、ｌ）を、原点を視点とした視野座標系に変
換（視野変換）し、Ｚ軸が視線、投影面はＸＹ平面に平
行と定めた投影座標系に変換（投影変換）して、文字基
準点（Ｘｖ、Ｙｖ、Ｚｖ。

Ｗｖ）を得る。この処理は、実際には再変換を表わすマ
トリックを連結して基準位置ベクタに乗するマトリクス
・ベクタ乗算器により実行される。

他方、表示したい文字の文字コードを文字発生器３に与
え、文字パターンベクタの集合を得る。

２次元線型変換器４には文字パターン（Ｘｃ、Ｙｃ）の
他に文字サイズＳＸ　、Ｓｙと文字の回転（方向）Ｒｘ
、Ｒｙをも与え、各々の文字パターンベクタ（Ｘｃ、Ｙ
ｃ）に対して、かかる文字のサイズ、回転の２次元の線
型変換を加え、文字のスケーリングと回転を行って１文
字の大きさと方向とを考慮した文字パターンベクタ（Ｘ
ｄ、Ｙｄ）を得る。その効果を、Ｚ＝Ｗ＝Ｏとして扱い
、ベクタ加算器２において投影座標系での基準点の座標
（Ｘｖ、Ｙｖ、Ｚマ３ｗマ）を加え合せる。すなわち、
文字パターン（Ｘｄ　、Ｙｄ）を文字の基市点（Ｘｖ、
Ｙｖ、Ｚマ１ｗマ）まで平行移動して（Ｘｖ　＋　Ｘｄ
、Ｙｖ　＋　Ｙｄ、Ｚｖ、Ｗｖ）　ヲ得ル、コノヨウニ
ジて文字の基準点に加え合わされる文字パターンはＸと
Ｙ座標だけが変化し、Ｚ成分がＯとなって一定であるた
め１文字パターンはすべて、ＸＹ平面に平行な平面に載
る。しかし、この結果は、文字基準点のＺ値を奥行とし
てもつので、隠線・隠面処理の技法を用いて、他の物体
に隠されたパターンは描画しないように制御することも
可能である。

このようにして平行移動を行った出力（Ｘｖ＋Ｘｄ　。

Ｙｖ＋Ｙｄ、Ｚｖ、讐マ）に対して、必要に応じて、ク
リッピングを施し、同次座標を通常座標に変換し、とニ
ーポート変換を行ってから描画する。投影変換に透視変
換を指定しておけば、かかる同次座標から通常座標への
変換において、透視の効果が現れ、視点から遠くに定義
された文字は小さく表示される。もちろん、平行投影を
用いることも可能である。

第２図は本発明を実施する際に得られる視野座標系の一
例を示し、任意の３次元座標系中の点Ｐは、適当は変換
Ｔによって、第２図の投影座標系での点Ｐｖ（Ｘｖ、Ｙ
ｖ、Ｚｖ、Ｗｖ）に写像される。第２図では、投影座標
系を左手系にとり、原点を視点にとり、Ｚ軸を視線とし
、視点から視線方向のｄのところにＸＹ平面に平行な平
面をとって投影面としている。

一方、文字のパターンは、たとえば第３図に示されるが
、ストローク表現にせよドツトマトリクス表現にせよ、
正規化され′ｆ−２次元座標系での２次元ベクタの列と
考えることができる。このベクタの集合をＣｐ（ｃｈａ
ｒａｃｔｅｒ　ｐａｔｔｅｒｎ）とする。

Ｃｐ＝　　（（Ｘｃｉ、Ｙｃｉ）　　　ｌ　　Ｏ（ｇＸ
ｃｉ（−１，０（−Ｙｃｉく＝ｌ。

ｌ＜−ｉ　　ｃ＝ｎ　　）　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　（１）Ｃｐの各要素は、スト
ローク表現では各画の端点を現し、ドツトマトリクス表
現では文字ボックスを格子状に分割したときの、画の通
った格子の座標に相当する。

文字のスケーリング：Ｍ、Ｓｙと回転θを指定されてい
る時、２次元線型変換器４では文字パターンｑｐの各要
素（Ｘｃｉ、Ｙｃｉ）に次のような２次元線型変これを
、Ｚ、Ｗ成分を０として、ベクタ加算器２において、文
字の基準位置であるｐｐに加算することにより、 （Ｘｖ＋Ｘｄ　、　Ｙｖ＋Ｙｄ、Ｚｖ、Ｗｖ）　　　　
　（２）が得られる。これは、投影座標系において視点
から視線方向に距離Ｚｖのところに、投影面に平行な文
字平面を設定し、その平面上で任意の大きさ、任意の回
転を持った文字を描画することに相当する。ＺＦｆＪｆ
−標が文字パターンによらずＺマとして一定であるため
、（２）式で表わされる点はすべて投影面に平行な平面
上にのることになる。ただし、定数ではあるが文字の各
ベクタは奥行を持つので、隠線・隠面処理を行うことが
できる。

なお、第１図の実施例では、ベクタ加算器２と才次元線
型変換器４とを用いているが、本発明でよ、これらに代
えて次の第４図、第５図のような構成としてもよい。

ベクタ加算器２は、文字パターンを文字基準点に平行移
動するためのものであるが、ベクタが同次座標で表わさ
れているので、第４図に示すようにマトリクス木ベクタ
乗算器による平行移動器５に変換器１および４の出力を
供給し、ここで、変換器ｌからの文字位置を第４行数分
として含むマトリクス を形成し、このマトリクスを文字バターゾベクトル（Ｘ
ｄ、Ｙｄ）の右側から乗算してもよい。本例では、視野
・投影変換器１としてハードウェアのマトリクス木ベク
タ乗算器を用いているような場合には、この乗算器を上
述の乗算器５と共用でき、乗算器５を新たに設けたり、
ソフトで加算するより効率が上がる。

第１図の例では、文字パターンの処理が２次元の場合を
示しているが、文字パターン処理を３火成に拡張したと
きには、３次元の変換器を用いることができる。たとえ
ば、第５図に示すように、変換器ｌかもの文字位置（Ｘ
ｖ、Ｙｖ、Ｚマ、Ｗｖ）をマトリクス合成器６に加え、
ここでかがる文字位置の第４行数分として含むマトリク
ス を形成し、このマトリクスおよび文字サイズＳ！、Ｓｙ
と回転角θに対する次のマトリクス をモ行移動マトリクス合成器７に加え、ここで３次元平
行移動と２次元線型変換の合成を行って、次のマトリク
ス −Ｐ得る。そのマトリクス出力を平行移動・線型変換器
８に供給し、ここで文字パターン（Ｘｃ、Ｙｃ。

０．１）との間で３次元の処理を行って、（Ｘｖ＋Ｘｄ
、　Ｙｖ＋Ｙｄ、　Ｚマ、Ｗｖ）を得る。本例では、変
換器へ＼ 一＼ ＼１、 １，１１を１個のマトリクス木ベクタ東算器で兼用する
ことができる。第１図の例では、各文字パターンごとに
２次元線型変換とベクタ加算を行うのに対し、本例では
１回の４×４マトリクス零ペクタ乗算器での処理のみで
よい。したがって、変換をソフトで行う場合には第１図
の例が有利であり、マトリクス木ベクタ乗算器をハード
で構成するときには第５図の例が有利である。

［発明の効果コ 本発明によれば、文字を真横や裏から眺めることにより
文字が判読できなくなるようなことを避（することがで
きる。さらに、文字は奥行を持つので、透視、隠線処理
の対象とすることができる。

しかもまた、文字を描画するためのパラメータとして文
字平面を定義する手間を省略できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すプロ、り図、 第２図は本発明における視野座標系の説明図。 第３図は文字パターンの説明図、 第４図および第５図は本発明の他の２実施例を示すブロ
ック図である。 １・・・視野・投影変換器。 ２・・・ベクタ加算器、 ３・・・文字パターンベクタ発生器、 ４・・・２次元線型変換器、 ５・・・平行移動器、 ６・・・マトリクス合成器、 ７・・・平行移動マトリクス合成器、 ８・・・平行移動・線型変換器。 イ見野７だ百棉糸の苫兇日月図 文字パクーノ図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）文字の基準点を３次元空間に与える手段と、その文
   字基準点に対してのみ視野・投影変換を施して投影座標
   系での文字基準位置を定める手段と、 ３次元表示したい文字についての２次元文字パターンを
   発生する手段と、 前記文字パターンを前記投影座標系での文字基準位置ま
   で平行移動する手段とを具えたことを特徴とする３次元
   文字表示方式。 ２）文字の基準点を３次元空間に与える手段と、その文
   字基準点に対してのみ視野・投影変換を施して投影座標
   系での文字基準位置を定める手段と、 ３次元表示したい文字についての２次元パ ターンを発生する手段と、 その文字パターンについて文字サイズと回転の変換を施
   す手段と、 前記線型変換を施された文字パターンを前記投影座標系
   での文字基準位置まで平行移動する手段とを具えたこと
   を特徴とする３次元文字表示方式。