NO322811B1

NO322811B1 - Fremgangsmate for a navigere en tredimensjonal fremvisning, samt system for fremvisning av et tredimensjonalt objekt

Info

Publication number: NO322811B1
Application number: NO20024232A
Authority: NO
Inventors: Simon G Fleury
Original assignee: Schlumberger Technology Bv
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2006-12-11
Also published as: NO20024232L; US20030043170A1; GB2380382A; CA2398431C; NO20024232D0; US7190365B2; GB2380382B; GB0218389D0; CA2398431A1; RU2297669C2; RU2002123833A

Description

TEKNISK OMRADE

Foreliggende oppfinnelse vedrører teknikker for å navigere en tredimensjonal fremvisning på en visningsanordning.

TEKNISK BAKGRUNN

Tredimensjonale (3D) objekter blir vanligvis representert i to dimensjoner (2D) på dataskjermer. Slike dataskjermer gjør det mulig for brukere å betrakte de tredimensjonale objekter ved å rotere, translatere eller zoome inn og ut av de viste fremvisninger. Rotasjonen, translasjonen og zoomingen vil generelt bli referert til som en brukeranmodet handling (dvs. at den brukeranmodede handling, slik ut-trykket benyttes her, refererer til "bevegelser" og ikke innbefatter farge/lys-endringer eller endringer av strukturavbildning). De fleste tidligere kjente tredimensjonale programpakker for visualisering reagerer på de brukeranmodede handlinger ved å flytte betraktningspunktet (øynene til en observator eller et kamera) omkring en tredimensjonal visning. For rotasjons- og zoomings-operasjoner blir disse utført i forhold til et svingepunkt, som typisk er det punkt som er av interesse (POI, point of interest). POI blir enten fastsatt ved midten av fremvisningen som en normal, eller blir valgt av en bruker ved hjelp av en innmatingsinnretning (f.eks. en mus eller et tastatur). Når brukeren velger et sted på den todimensjonale fremvisning som POI, forsøker seeren vanligvis å tilordne POI med det nærmeste punkt på det tredimensjonale objekt. På grunn av den ufullstendige kartlegging av et tredimensjonalt objekt på en todimensjonal fremvisning, blir POI ofte ikke plassert på det tredimensjonale objekt. Slike ufullkommenheter resulterer i en adskillelse (offset) mellom POI og det tredimensjonale objekt. Offseten er vanligvis ubetydelig og ikke merkbar til å begynne med. Offseten kan imidlertid bli synlig etter rotasjon eller zooming. Det område som er av interesse på det tredimensjonale objekt, vil som et resultat bli forskjøvet til siden av betraktningsområdet, eller forsvinne fullstendig fra betraktningsområdet etter rotasjon eller zooming.

Fig. 1A og 1B illustrerer et slikt problem. På fig. 1A er et tredimensjonalt objekt 11 avbildet på en todimensjonal fremvisning (et betraktningsvindu) 10.1 en typisk betraktningsanordning er det punkt som er av interesse (POI), tilordnet et punkt på det tredimensjonale objekt 11 omkring midten av vinduet 10. Som disku-tert ovenfor, blir, på grunn av vanskeligheten ved å avbilde et tredimensjonalt objekt 11 på det todimensjonale fremvisningsvindu 10, PO112 ofte ikke tilordnet nøy-aktig på det tredimensjonale objekt 11. Unøyaktigheten resulterer i plassering av PO112 ved en posisjon med en liten forskyvning fra den tiltenkte posisjon på det tredimensjonale objekt. Denne forskyvningen er vanligvis for liten til å bli lagt merke til i fremvisningen (se fig. 1A) inntil en zoomings- eller rotasjonsoperasjon blir utført på det tredimensjonale objekt 11. Dette PO112 er svingepunktet for zoomings- og rotasjonsoperasjoner. Fig. 1B illustrerer en fremvisning etter en zooming so perasjon. Den "lille" forskyvningen på fig. 1A er nå ganske tydelig på fig. 1B. Som et resultat av denne forskyvningen blir det tredimensjonale objektet 11 nå forskjøvet fra midten og opptrer i hjørnet av fremvisningsvinduet 10 (fig. 1B). Det samme problem kan også inntreffe i en rotasjonsoperasjon på grunn av endringen i betraktningsvinkelen. På fig. 1A kan PO112 synes å falle sammen med det tredimensjonale objekt 11. Sammenfallet kan imidlertid ganske enkelt skyldes tilfeldig innretting langs siktlinjen, og avstanden mellom PO112 og det tredimensjonale objekt 11 kan bli mer merkbar ved rotasjon. Hvis dette skjer, vil det tredimensjonale objekt 11 bli forskjøvet til siden av betraktningsvinduet 10 i likhet med hva som er vist på fig. 1B. For å bringe det tredimensjonale objekt 11 tilbake til midten av vinduet 10, må brukeren vanligvis utføre en translasjonsoperasjon. Dette ekstra trin-net kan være brysomt og tidkrevende, spesielt når hyppige zoomings- og rotasjonsoperasjoner blir utført på det tredimensjonale objekt.

US-patent nr. 5.276.785 utstedt til MacKinlay mfl. beskriver en fremgangsmåte for å redusere dette problemet. Ved denne fremgangsmåten, når en bruker beveger POI, blir en sirkel eller en annen form på objektets overflate presentert for å hjelpe brukeren til å posisjonere POI. Denne fremgangsmåten reduserer mulig-heten for at POI vil bli plassert utenfor det tredimensjonale objekt. I en beslektet løsning beskriver US-patent nr. 5.789.761 utstedt til Isaacs, fremgangsmåter for tilordning av todimensjonal markørbevegelse på tredimensjonale fremvisninger ved å anvende tredimensjonale hjelpelinjer og plan som føringer. Disse føringslinj-ene og -planene avbilder imidlertid ikke alltid markørene på det tredimensjonale objekt.

Det problem som er illustrert på fig. 1B, blir forverret hvis det tredimensjonale objekt har ujevne dimensjoner, dvs. med en dimensjon meget større enn den annen dimensjon (slik som et trådlignende objekt, se 11 på fig. 1A). Slike trådlignende tredimensjonale objekter kan innbefatte oljebrønnbaner, rørledninger, rørled-ningsnett og veinett i tre dimensjoner (kart i relieff), deoksyribonukleotid-molekyler (DNA-molekyler), ribonukleotid-molekyler (RNA-molekyler) for å nevne noen få eksempler. En oljebrønnbane kan f.eks. ha en lengde på opptil 1600 m eller mer, og en diameter på 1 fot eller mindre. Banen blir vanligvis representert som en rek-kefølge av sylindre som er forbundet med hverandre og orientert i henhold til avvi-ket og asimut for brønnen, slik at den danner en lang og tynn sylinder. For å lokali-sere og observere et lite område i detalj, må en bruker zoome inn og zoome ut av fremvisningen ofte, og det problem som er illustrert på fig. 1B, vil inntreffe hyppig ved bruk av de eksisterende fremvisningsverktøy.

Et annet tema er at de fleste fremvisningsverktøy utfører de brukerbe-stemte operasjoner med de samme bevegelsesmengder uansett hvor nær eller hvor langt bort betrakteren er fra objektet. Denne operasjonsmåten gjør det vans-kelig å flytte betraktningspunktet nøyaktig i nærheten av objektet samtidig med å ha en rimelig reaksjonshastighet når betrakteren er langt fra objektet. US-patent nr. 5.513.303 utstedt tit Robertson mfl., beskriver en tofasebevegelse. I den første fase blir bevegelsen gradvis akselerert etterhvert som varigheten av bevegelsen øker. I den annen fase følger bevegelsen en asymptotisk bane. Likeledes beskriver US-patent nr. 5.276.785 utstedt til MacKinlay mfl., fremgangsmåter som benytter asymptotiske eller logaritmiske bevegelsesfunksjoner for å tilveiebringe varia-bel bevegelseshastighet.

Det er ønskelig at et fremvisningsverktøy for å betrakte et tredimensjonalt objekt skal være i stand til å holde punktet av interesse (POI) på objektet, mens det tredimensjonale objekt fortrinnsvis forblir ved midten av vinduet, og tilveiebringe navigasjon i den tredimensjonale fremvisning som reagerer på forstørrel-sesg raden.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

Et aspekt ved oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å navigere en tredimensjonal fremvisning i et betraktningsområde. Fremgangsmåten ifølge det første aspektet kjennetegnes ved å tilordne et punkt av interesse til en referanseform, hvor referanseformen er relatert til et tredimensjonalt objekt; og å vise en fremvisning i henhold til en brukeranmodet handling, mens punktet av interesse holdes innenfor referanseformen og innenfor betraktningsområdet.

Gunstige og fordelaktige utførelsesformer av det første aspektet ved foreliggende oppfinnelse fremgår av de vedføyde uselvstendige patentkravene 2-15. Blant de fordelaktige utførelsesformene inngår å vise en fremvisning i henhold til brukeranmodede handlinger som omfatter rotasjon, translasjon eller zooming. Punktet av interesse kan omfatte fremvisningsinformasjon, slik som fremvisningens forstørrelse, global orientering og lokal orientering.

Et annet aspekt ved oppfinnelsen angår et system for fremvisning av et tredimensjonalt objekt, og systemet omfatter en todimensjonal fremvisningsanordning for å vise en todimensjonal representasjon av det tredimensjonale objektet. Systemet ifølge det andre aspekt av oppfinnelsen kjennetegnes ved at det videre omfatter en datamaskin operativt koplet til den todimensjonale fremvisningsanordning, idet datamaskinen har et program for å vise det tredimensjonale objekt på den todimensjonale fremvisningsanordning, hvor programmet er innrettet for å muliggjøre translasjon, zooming og rotasjon av representasjonen, mens et punkt av interesse er begrenset til å være innenfor en referanseform og innenfor et betraktningsvindu på den todimensjonale fremvisningsanordning.

Fordelaktige utførelsesformer av systemet ifølge det annet aspekt ved foreliggende oppfinnelse fremgår av de vedføyde uselvstendige patentkravene 17-19. Herunder sees at datamaskinens program kan vise punktet av interesse sammen med fremvisningsinformasjon, hvilken fremvisningsinformasjon kan omfatte for-størrelsesfaktor, global orientering eller lokal orientering. Programmet kan utføre en brukeranmodet transformasjon med en hastighet som er avhengig av fremvisningens forstørrelsesfaktor.

Andre aspekter og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den vedføyde beskrivelse og tegningene.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Fig. 1A og 1B er diagrammer som illustrerer et problem i forbindelse med de fleste tidligere kjente betraktningsanordninger ved navigering av en tredimensjonal fremvisning,

fig. 2 er et diagram som illustrerer tilordningen av et tredimensjonalt objekt med en referanseform og et punkt av interesse i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen,

fig. 3 er et flytskjema som illustrerer en fremgangsmåte i henhold til en ut-førelsesform av oppfinnelsen,

fig. 4 er et flytskjema som illustrerer en translasjonsoperasjon i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen,

fig. 5 er et flytskjema som illustrerer en rotasjonsoperasjon i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen,

fig. 6 er et flytskjema som illustrerer en annen rotasjonsoperasjon i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen,

fig. 7 er et flytskjema som illustrerer en zoomingsoperasjon i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen,

fig. 8 er et diagram som illustrerer tilordningen av et tredimensjonalt objekt, en referanseform og et punkt av interesse i henhold til en annen utførelsesform av oppfinnelsen,

fig. 9 er et diagram som illustrerer en måte for å representere visningsinfor-masjon ved hjelp av et punkt av interesse i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

DETALJERT BESKRIVELSE

Utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse angår brukervennlige tredimensjonale fremvisninger. Utførelsesformene benytter referanseformer som spo-rer formene til de tredimensjonale objekter som er under observasjon, for å begrense bevegelsen av punktet av interesse (POI) ved utførelse av de brukeranmodede operasjoner (translasjon, rotasjon og zooming). Referansen er relatert til det tredimensjonale objekt i den forstand at den kan ha en form lik den for det tredimensjonale objekt og/eller dens dimensjon kan følge dimensjonen til det tredimensjonale objekt. Koordinatene til referanseformene er videre forbundet med de tilsvarende tredimensjonale objekter, slik at de beveger seg i overensstemmelse med hverandre på de tredimensjonale fremvisningsanordninger. Disse utførelses-formene er mest egnet for, men ikke begrenset til, fremvisning av tredimensjonale objekter som har disproporsjonale dimensjoner, f.eks. banen til en oljebrønn som typisk har en lengde på opptil 1600 m og likevel har en diameter mindre enn 1 fot. Slike disproporsjonale dimensjoner gjør det nødvendig for en bruker å zoome hyppig ut for å holde rede på orienteringen og posisjonen til det område som er av interesse, og til å zoome inn for å betrakte området med tilstrekkelig detaljer. Utfør-elsesformer av oppfinnelsen omfatter å feste referanseformene til de tredimensjonale objekter og flytte punktet av bevegelse (POI) langs referanseformene. Kameraet (betraktningspunktet) blir posisjonert slik at POI forblir innenfor betraktningsområdet, som kan være en hel fremvisningsskjerm eller et vindu hvor den tredimensjonale betraktningsanordning blir operert. POI kan være festet ved et punkt innenfor betraktningsarealet eller kan tillates å bevege seg omkring i betraktningsområdet.

I en utførelsesform kan PO) være festet ved midten av betraktningsområdet. I denne utførelsesformen kan bevegelse (f.eks. translasjon) av det tredimensjonale objekt utføres ved å tre (glidende eller bevegelig) referanseformen (sammen med det "tjorede" tredimensjonale objekt) gjennom det sentralt anbrakte POI. Rotasjon og zooming kan likeledes oppnås ved å holde POI fiksert på det tilsvarende punkt på referanseformen og dermed det tredimensjonale objekt. Kameraet (betraktningspunktet) kan så beveges nærmere eller lenger fra det tredimensjonale objekt (zoomeffekt) eller roteres omkring det tredimensjonale objekt (rotasjon eller helvinkel-observasjon). Alle fremgangsmåter som er kjent på området for å utføre zoomings-, rotasjons- og translasjonsoperasjonene kan anvendes. Med denne utførelsesformen vil POI med dets tilhørende punkt på referanseformen også forbli ved midten av betraktningsområdet, uansett hvilken type operasjon som utføres (dvs. translasjon, rotasjon eller zooming). Det tredimensjonale objekt vil derfor aldri forsvinne fra betraktningsområdet eller bli forskjøvet fra midten av betraktningsområdet. Brukere behøver følgelig ikke å utføre ekstra operasjoner for å bringe det tredimensjonale objekt tilbake til betraktningsområdet. Fremgangsmåten for å tjore POI med en referanseform som er forbundet med det tredimensjonale objekt, er forskjellig fra tidligere kjente fremgangsmåter som vanligvis forsø-ker å feste punktene av interesse på de tredimensjonale objekter på en ad hoc måte som reaksjon på brukerinnmatinger.

Fig. 2 illustrerer en slik utførelsesform som benytter en brønnbane 21 som det tredimensjonale objekt. I denne utførelsesformen er en referanseform 22 en buet linje ("kabel") som ligger langs brønnbanens 21 langsgående akse. Denne langsgående aksen løper langs midten av brønnbanen 21. Det er imidlertid ikke nødvendig at denne kabelen eller den krumlinjede referanseformen 21 er lokali-sert ved banens langsgående akse. Den kan f.eks. være litt forskjøvet fra den langsgående akse, anbrakt på veggen i brønnen eller plassert ett eller annet sted utenfor, men nær brønnen. I utførelsesformene av oppfinnelsen er punktet av interesse (POI) 23 tjoret til referanseformen 22 og er begrenset til å bevege seg langs denne referanseformen 22 under operasjon. Translasjon av det tredimensjonale objekt 21 i betraktningsområdet kan således utføres ved å "tre" (eller gli) denne krumlinjede referanseformen (kabelen) 22 gjennom POI 23, mens POI 23 holdes innenfor betraktningsområdet Selv om det er lettere å implementere utfø-relsesformene av oppfinnelsen ved å holde POI 23 ved en fast posisjon (spesielt ved midten) i betraktningsvinduet 10, kan oppfinnelsen like godt anvendes i situa-sjoner hvor POI 23 blir tillatt å bevege seg innenfor betraktningsvinduet 10. Ved rotasjon eller zooming forblir POI 23 ved et punkt på den krumlinjede referanseform 22, mens betraktningspunktet (kamerat) blir beveget nær inntil, langt fra eller omkring det tredimensjonale objekt 21.1 denne utførelsesformen vil det tredimensjonale objekt 21 alltid forbli innenfor betraktningsområdet, noe som gjør det lett å observere området ved banen.

Oppfinnelsen kan forstås bedre ved å forestille seg at punktet av interesse 23 eller betraktningsvinduet 20 blir holdt fast i forhold til den ytre koordinat, mens

referanseformen sammen med det tredimensjonale objekt blir beveget (tredd eller ført glidende) gjennom POI 23. Den brukeranmodede handling blir med andre ord utført ved å endre koordinatene til referanseformen og det tredimensjonale objekt i forhold til de eksterne koordinater for betraktningsvinduet 20 elter POI 23. Samtidig blir slike bevegelser begrenset, slik at bare punkter innenfor referanseformen kan gli eller tres gjennom POI 23. På denne måten vil POI 23 alltid holde seg innenfor referanseformen. Selv om den ovenfor beskrevne løsning tillater en kontinu-erlig bevegelse av POI 23 innenfor referanseformen 22, er en alternativ løsning å bevege POI 23 direkte til en posisjon innenfor referanseformen 22 i nærheten av den brukerorienterte POI-posisjon, dvs. i et diskret trinn istedenfor som en konti-nuerlig bevegelse.

Selv om eksemplet på fig. 2 benytter en kabel (eller en krumlinjet form) som referanseform 22, er det ikke nødvendig at referanseformen er en "tynn kabel" eller en tynn tråd. En tredimensjonal referanseform kan f.eks. være en sylinder

(f.eks. en "tykk tråd") eller en sylindrisk overflate (f.eks. et rør eller en ledning) som følger formen til brønnbanen. Radien til en slik sylinder eller en sylindrisk overflate kan være mindre enn, lik eller litt større enn radien til brønnbanen. I disse utførel-sesformene vil POI bli tillatt å bevege seg innenfor sylinderen eller på sylinder-overflaten. Fagkyndige på området vil forstå at oppfinnelsen kan realiseres med enhver tidligere kjent prosedyre som kan utføre slike bevegelser (f.eks. relative koordinatendringer). Fig. 3 illustrerer f.eks. en utførelsesform av oppfinnelsen. Trinn 100 representerer starten av prosessen, som så utløseren subrutine 101 som bestemmer en referanseform (eller bane) innenfor hvilken punktet av interesse POI 23 (se fig. 2) vil bli tillatt å bevege seg. Ved bestemmelse av banen tar programmet koordinatene til det tredimensjonale objekt (f.eks. et banespor 111) som en innmat-ing. Når referanseformen (banen) er bestemt, initialiserer programmet kamerapo-sisjonen (innledende betraktningspunkt 112) som enten kan være en verdi frem-skaffet av brukeren eller en normalverdi (f.eks. ved midten av det tredimensjonale objekt eller den beregnede referanseform). Ved dette trinn blir det tredimensjonale objekt fremvist i betraktningsvinduet og er klar til å bli manipulert av brukeren, og en subrutine 103 for en brukerinnmatingshendelse venter på en brukerinnmating 113. Ved mottakelse av brukerinnmatingen 113 bestemmer subrutinen 103 for brukerinnmatingshendelsen typen av de prosesser (translasjon, rotasjon eller zooming) som brukeren har anmodet om, og sender prosessen til en prosesshåndter-ingsanordning 104 for å utføre den anmodede hendelse. Fig. 4 illustrerer et eksempel på en translasjonsprosess i samsvar med oppfinnelsen. En translasjonsprosess beveger et punkt P (x, y, z) med en avstand D (8x, 8y, 8z) til en ny posisjon P' (x', y', z'). Dermed er P' (x', y\ z') = p (x, y, z) + D (8x, 8y, 8z). Prosesshåndteringsanordningen 104 (se fig. 3) videresender en translasjonsanmodning (flytteanmodning) til en translasjons-subrutine 200 som så beregner den effektive POI-forskyvning (trinn 201). Beregningen kan ta hensyn til skaleringsfaktoren (zoomverdien 211) for å bestemme den hastighet med hvilken den anmodede transformasjon skal utføres med (se et senere avsnitt hvor det er gitt en beskrivelse av den skala-avhengige transformasjon). Når størrelsen av POI-forskyvningen er beregnet, blir så den tillatte POI-posisjon beregnet (trinn 202) basert på banen (referanseformen) 212 som ble bestemt av subrutinen 101 (se fig. 103). Når POI 23 (se fig. 2) er plassert i den nye posisjon, blir betraktningspunktet (kamera) beveget tilsvarende (trinn 203). Ved dette trinn blir den brukeranmodede betraktning fremvist i betraktningsvinduet, og den POI-tilordnede informasjon blir fremvist (trinn 204). Den POI-tilordnede informasjon kan innbefatte en hvilken som helst fremvisningsinformasjon (f.eks. zoomfaktor, global orientering eller relative koordinater; se den følgende beskrivelse for flere detaljer). Formen eller størrelsen av POI-symbolet kan likeledes oppdateres (trinn 205) i samsvar med den nye fremvisningsinformasjon. Ved dette punkt har programmet utført den brukeranmodede handling, og subrutinen 103 for brukerinnmatingshendelsen (se fig. 3) blir aktivert i påvente av en ytterligere brukerinnmating.

Fig. 5 illustrerer et eksempel på hvordan en rotasjon omkring Z-aksen kan realiseres. (X, Y, og Z-aksene definerer det tredimensjonale fremvisningstilknytt-ede lokale koordinatsystem. Z-aksen er tradisjonelt innrettet vertikalt på den todimensjonale fremvisning, og Y-aksen horisontalt. X-aksen passerer gjennom det aktuelle betraktningspunkt og POI). Rotasjonen omkring Z-aksen blir ofte referert til som en 6-rotasjon, som dreier bildet omkring en vertikal akse. Ved denne rotasjonen skal P (x, y, z) roteres omkring den vertikale akse med en vinkel 6 til en ny posisjon P<*> (x\ y', z). Transformasjonen medfører sinus- og cosinus-funksjoner:

x' = xx cos(ø) - y x sin(G) og y' = x x sin(8) + y x cos(G).

I den utførelsesform som er illustrert på fig. 5, beregner rotasjonsprosessen 300 først en effektiv 6 vinkelendring (trinn 301). Denne beregningen kan ta i betraktning zoomfaktoren (zoomverdi 311) for den fremviste scene. Etter at den effektive 8-endring er beregnet, roterer så programmet kameraet (betraktningspunktet) omkring Z-aksen ved POI (trinn 302) for å vise det nye bilde. Igjen kan så fremvisningsinformasjon tilknyttet punktet av interesse oppdateres (trinn 204), og formen av POI kan endres tilsvarende (trinn 205). Ved dette punkt har programmet fullført den brukeranmodede handling, og subrutinen 103 for den brukerinn-matede handling (se fig. 3) blir aktivert for å vente på ytterligere brukerinnmating.

Beslektet med 6-rotasjonen er rotasjonen omkring Y-aksen på det todimensjonale fremvisningsplan. Fig. 6 illustrerer f.eks. en implementering av rotasjonen omkring Y-aksen (<|>-rotasjon). <j>-rotasjonsprosessen 400 beregner først en effektiv 4>-vinkelendring (trinn 401) og <j>-aksen (trinn 402) omkring hvilken rotasjonen skal utføres. Igjen kan beregningen I trinn 401 innbefatte zoomverdien 411. Når disse er beregnet, blir så kameraet (betraktningspunktet) rotert omkring -aksen (trinn 403) for å nå det endelige betraktningspunkt. Når det nye bilde blir vist, kan den POI-tilordnede informasjon (trinn 204) og formen av POI (trinn 205) oppdateres. Ved dette punkt har programmet fullført den brukeranmodede handling, og subrutinen 103 for brukerinnmatingshendelsen (se fig. 3) blir aktivert for å vente på ytterligere brukerinnmating.

En rotasjon OF-rotasjon) omkring ¥-aksen, som er den X-akse som passerer gjennom betraktningspunktet og punktet av interesse (POI), kan implemente-res på lignende måte.

Fig. 7 illustrerer en zoom-operasjon (skaleringsoperasjon). I en zoom-operasjon skal et punkt P (x, y, z) flyttes til en ny posisjon P' (x', y\ z') i henhold til en skaleringsfaktor S (sx, sy, sz), slik at x' = sx x x, y<*> * sy x y, og z' = sz x z. Zoom-prosessen 500 beregner først en effektiv zoom-endring (skaleringsendring) (trinn 501) , som kan ta hensyn til den aktuelle skaleringsfaktor (zoom-verdi 510). Når denne er beregnet, blir betraktningspunktet (kameraet) beveget langs en linje som passerer gjennom det aktuelle betraktningspunkt og POI (dvs. siktlinjen; trinn 502) . Når et nytt bilde blir fremvist, kan informasjonen om POI og dets form oppdateres (trinn 204 og 205). Ved dette punkt har programmet utført den brukeranmodede handling, og subrutinen 103 for brukerinnmatingshendelsen (se fig. 3) blir aktivert for å vente på ytterligere brukerinnmating.

De ovennevnte eksempler er kun ment å være illustrerende. Fagkyndige på området vil forstå at andre alternativer er mulige uten å avvike fra oppfinnelsens ramme.

I andre utførelsesformer av oppfinnelsen kan de tredimensjonale objekter

omfatte flere trådlignende strukturer som er sammenknyttet i nettverk. Disse nett-verkene kan innbefatte rørledningsnett og veinettkart, for eksempel. Fig. 8 illustrerer et utsnitt av et slikt nettverk med en skjøt mellom individuelle trådlignende ele-menter. I dette tilfelte vil den tredimensjonale referanseform 32, innenfor hvilken punktet av interesse (POI) 33 blir tillatt å bevege seg, løpe langs nettverket 31. Igjen kan den tredimensjonale referanseform 32 omfatte et nettverk av "tynne trå-

der", som illustrert på fig. 8. Andre former, slik som "tykke tråder" (sylinder) eller hule rør, kan imidlertid virke like godt. Radiene til slike sylindere eller hule rør kan likeledes være mindre enn, lik eller litt større enn radien til nettverksobjektet 31.

Andre utførelsesformer av oppfinnelsen gjør det mulig for punktet av interesse å overføre fremvisningsinformasjon (f.eks. forstørrelsesfaktor, orientering (lokal orientering) og gravitasjonsretning (global orientering) for fremvisningen, i likhet med et nautisk kompass). Dette kan f.eks. oppnås ved å tilordne ett eller flere fremvisningsobjekter (f.eks. piler eller sirkler) til POI 41 (se fig. 9). Som vist på fig. 9 representerer to sirkler 42 og 43 nord- og opp-retningen (bort fra jordens midtpunkt) i forhold til grunnformasjonen ved POI 41. Sirklene (eller pilene) kan benytte forskjellige farger for å kode forskjellig informasjon. Alternativt kan de benytte forskjellige former (heltrukne linjer, prikkede linjer eller stiplede linjer) til å representere forskjellig informasjon. Størrelsene av fremvisningsobjektene kan benyttes til å avspeile forstørrelsesgraden (skaleringsfaktoren). Denne informasjonen holder brukeren oppmerksom på den relative orientering av det tredimensjonale objekt i fremvisningen.

Utførelsesformer av oppfinnelsen kan vedrøre bevegelsesoppløsning i fremvisningen. Når en innmatingsinnretning (mus, tastatur, osv.) blir brukt til å bevege betraktningspunktet (f.eks. zoom, translater eller roter), er det ønskelig at bevegelsen fortsetter i henhold til størrelsen av den tredimensjonale visning, slik at størrelsen av bevegelsen vil være mindre i en inn-zoomet modus i forhold til en ut-zoomet modus. En utførelsesform av oppfinnelsen kan flytte objektet med en opp-løsning som er proporsjonal med avstanden mellom kameraet og punktet av interesse. I en rotasjonsoperasjon kan f.eks. rotasjonsvinkelen (da) være relatert til størrelsen av musbevegelsen (5x) i henhold til følgende ligning: da = K x dx, hvor K er en funksjon av avstanden mellom POI og kameraet (betraktningspunktet). Jo større avstanden er mellom POI og betraktningspunktet, jo hurtigere blir rotasjonen med den samme størrelse av musbevegelsen. Jo nærmere betraktningspunktet er brønnbanen, jo langsommere er bevegelsen for å gjøre det lett å vekselvirke med fremvisningen i enhver skala. Denne løsningen kan utvides til alle bevegel-sestyper: rotasjon, zoom og translasjon.

Utførelsesformer av oppfinnelsen kan relatere til systemer for å vise og manipulere tredimensjonale objekter som er presentert på fremvisningsanordninger. Systemene kan omfatte datamaskiner, fremvisningsanordninger og programmer. Fremvisningsanordningen kan være en datamaskinmonitor (f.eks. en katode-stråleterminal), en flytende krystall-fremvisningsanordning (LCD) eller en prosjek-tør for å projisere et bilde generert av en datamaskin. Et program i utførelsesform-ene av oppfinnelsen benytter en referanseform til å begrense posisjonen til et punkt av interesse (POI), slik at det tredimensjonale objekt forblir i betraktningsvinduet. Slike programmer kan videre vise punkter av interesse (POI'er) som har fremvisningsinformasjon (f.eks. en forstørrelsesfaktor, global orientering eller lokal orientering). Disse programmene kan videre utføre en brukeranmodet transformasjon (translasjon, rotasjon og zoom/skalering) med en hastighet som er avhengig av fremvisningens forstørrelsesfaktor. I en utførelsesform er den hastighet ved hvilken programmet utfører en brukeranmodet transformasjon, lineært avhengig av avstanden mellom punktet av interesse og betraktningspunktet (kamera).

Claims

1. Fremgangsmåte for å navigere en tredimensjonal fremvisning i et betraktningsområde, karakterisert ved: å tilordne et punkt av interesse (23) til en referanseform (22), hvor referanseformen er relatert til et tredimensjonalt objekt (21); og å vise en fremvisning i henhold til en brukeranmodet handling, mens punktet av interesse (23) holdes innenfor referanseformen (22) og innenfor betraktningsområdet (16).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den brukeranmodede handling omfatter én valgt fra rotasjon, translasjon og zooming.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor punktet av interesse omfatter fremvisningsinformasjon.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, hvor fremvisningsinformasjonen omfatter minst én valgt fra fremvisningens forstørrelse, global orientering og lokal orientering.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor punktet av interesse er fiksert ved et punkt innenfor betraktningsområdet.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, hvor punktet er midten av betraktningsområdet.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det tredimensjonale objekt omfatter et trådlignende objekt.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, hvor det trådlignende objekt omfatter en representasjon av en brønnbane.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvor referanseformen omfatter en tråd.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvor referanseformen omfatter en sylinder.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvor referanseformen omfatter en sylindrisk overflate hovedsakelig langs brønnbanen.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det tredimensjonale objekt omfatter en representasjon av et nettverk.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor nettverket omfatter rørledninger.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor referanseformen omfatter kurver som løper langs nettverket.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor referanseformen omfatter sylindriske overflater som løper hovedsakelig langs nettverket.

16. System for fremvisning av et tredimensjonalt objekt (21), omfattende en todimensjonal fremvisningsanordning for å vise en todimensjonal representasjon av det tredimensjonale objekt; og karakterisert ved: en datamaskin operativt koplet til den todimensjonale fremvisningsanordning, idet datamaskinen har et program for å vise det tredimensjonale objekt (21) på den todimensjonale fremvisningsanordning, hvor programmet er innrettet for å muliggjøre translasjon, zooming og rotasjon av representasjonen, mens et punkt av interesse (23) er begrenset til å være innenfor en referanseform (22) og innenfor et betraktningsvindu (10) på den todimensjonale fremvisningsanordning.

17. System ifølge krav 16, hvor programmet kan vise punktet av interesse (23) sammen med fremvisningsinformasjon.

18. System ifølge krav 17, hvor fremvisningsinformasjonen omfatter en som er valgt fra forstørrelsesfaktor, global orientering og lokal orientering.

19. System ifølge krav 16, hvor programmet er i stand til å utføre en brukeranmodet transformasjon med en hastighet som er avhengig av fremvisningens for-størrelsesfaktor.