SU1667110A1 - Способ взаимодействи с изображением пространственных объектов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки изображений. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности труда путем уменьшени  времени выбора оператором точки поверхности изображени  пространственного объекта и параметров геометрических операций. Поставленна  цель достигаетс  тем, что при выполнении взаимодействи  с изображением после формировани  изображени  пространственного объекта формируют маркер, производ т движение маркера по поверхности изображени  дл  выбора точки взаимодействи , необходимой дл  выполнени  последующей геометрической операции, запоминают координаты выбранной точки, посредством маркера задают координаты новой произвольно выбираемой оператором точки, которые используют дл  определени  параметров и выполнени  требуемой геометрической операции. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки изображений .

Цель изобретени  - повышение производительности труда путем уменьшени  времени выбора оператором точки поверхности изображени  пространственного объекта и параметров геометрических операций.

На чертеже приведена структурна  схема системы, иллюстрирующей предложенный способ.

Система содержит блок 1 клавиатуры, интерфейс 2 клавиатуры, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 3, промежуточное ОЗУ 4, ЗУ 5, центральный процессор (ЦП) 6, контроллер 7 ручного манипул тора,

ручной манипул тор 8, буферное ОЗУ 9, устройство 10 отображени , интерфейс 11, формирователь 12 координат маркера, пам ть 13 замещени , сопроцессор 14. магистральный коммутатор 15, устройство 16 преобразовани  трехмерной информации в двумерную.

РаЬота системы выполн етс  следующим образом.

Информаци  об изображении пространственного объекта от внешнего устройства поступает через интерфейс 11 в ЦП 6. Под управлением ЦП 6 осуществл етс  формирование в ОЗУ 3 массива ребер объекта в виде Хн, YH, ZH, XK, YK, ZK. где Хн, YH. ZH - координаты начала ребра; Хк, YK, Z - координаты конца ребра. Формирование ребер объекта завершаетс  с приходом на

х а

XI

О

интерфейс 11 кода конца массива, который записываетс  в ОЗУ 3, после чего ЦП 6 переходит на формирование массива точек поверхности объекта вида Хт, YT. ZT, цвет Т, где Хт. YT, ZT - координаты точки поверхности изображени  объекта, а цвет Т - цвет точки поверхности объекта, и через магистральный коммутатор 15 записывает массив точек поверхности в промежуточное ОЗУ 4.

ЦП 6 после извлечени  из ОЗУ 3 кода конца массива завершает формирование точек поверхности изображени  объекта в промежуточное ОЗУ 4. Устройство 16 считывает из промежуточного ОЗУ 4 массив точек поверхности изображени  пространственного объекта и формирует в буферном ОЗУ 9 кадр изображени , который далее выводитс  на экран устройства 10 отображени .

При взаимодействии с изображением пространственного объекта в виде перемещени  маркера по поверхности изображени  с целью выбора точки, необходимой дл  выполнени  последующей геометрической операции, ручной манипул тор 8 используетс  дл  формировани  и передачи через контроллер 7 ручного манипул тора, формирователь 12 координат маркера в ЦП 6 координат маркера 0, р в сферической системе координат.

ЦП 6 вычисл ет координаты X, Y, ZTOMKH пересечени  луча, определ емого координатами а , р маркера, с поверхностью изображени  объекта и передает координаты X, Y, Z точки пересечени  в формирователь координат маркера 12. При вычислении координат X, Y, Z используютс  выражени :

X г sin 0 cos р

У г sin в cos р

Z r cos в

где г - радиус-вектор точки пересечени  на поверхности изображени  пространственного объекта.

Формирователь 12 координат маркера считывает через магистральный коммутатор 15 из промежуточного ОЗУ 4 информацию о координатах и цвете точки поверхности изображени  XT. YT, ZT цвет Т, соответствующую координатам вычисленной точки пересечени  X. Y, Z. записывает информацию о координатах и цвете Хт. YT, ZT. цвет Т в пам ть 13 замещени  и перезаписывает информацию, соответствующую координатам X. Y. Z в промежуточное ОЗУ 4, заменив цвет Т на цвет М, где цвет М - цвет

маркера, информаци  о котором считываетс  из ОЗУ 3.

При изменении координат маркера, осуществл емом оператором посредством ручного манипул тора 8, ЦП 6 вычисл ет координаты новой точки пересечени  луча, определ емого новыми координатами маркера с поверхностью изображени  и передает новые значени  X, Y, Z в

0 формирователь 12 координат маркера, который считывает из пам ти 13 замещени  координаты и цвет точки поверхности изображени , соответствующие предыдущей точке маркера на изображении, соглас5 но которым из промежуточного ОЗУ 4 считывает и записывает в пам ть 13 замещени  координаты и цвет предыдущей точки маркера на изображении, а данные, считанные из пам ти 13 замещени , запи0 сывает в промежуточное ОЗУ А вместо данных о предыдущей точке маркера. Затем формирователь 12 координат маркера из промежуточного ОЗУ 4 и записывает в пам ть 13 замещени  координаты и цвет точки

5 поверхности изображени , соответствующие новым значени м координат X, Y, Z, вычисленным ЦП 6 дл  новых координат маркера, а в промежуточное ОЗУ 4 вместо считанных координат и цвета точки изобра0 жени  записывает координаты нового положени  маркера с цветом маркера, определ емым при считывани  координат и цвета предыдущей точки маркера из пам ти 13 замещени .

5 Устройство 16 считывает из промежуточного ОЗУ 4 массив точек поверхности изображени  и формирует в буферном ОЗУ 9 кадр изображени , выводимый далее на устройство 10 отображени .

0 Изменение координат маркера посредством ручного манипул тора 8 повтор ют до момента выбора оператором точки маркера на поверхности изображени , необходимой дл  выполнени  последующих операций

5 взаимодействи . После выбора точки маркера на поверхности изображени  оператор осуществл ет взаимодействие с изображением в виде геометрических операций, в которых первым действием всегда  вл етс 

0 запоминание координат выбранной точки маркера на поверхности изображени .

Наиболее характерными, типовыми геометрическими операци ми  вл ютс  перемещение и поворот.

5 При выполнении взаимодействи  с изображением в виде геометрической операции перемещени  изображени , задаваемой оператором соответствующей командой с блока 1 клавиатуры, вводимой в ЦП 6 через интерфейс 2 клавиатуры, оператор посредством ручного манипул тора 8 формирует координаты дл  перемещени  выбранной на изображении точки маркера в новую произвольно задаваемую оператором точку в пространстве изображени , причем отсчет координат перемещени  маркера в новую точку производитс  относительно координат выбранной точки маркера , хранимых в ОЗУ 3 после выбора точки маркера на поверхности изображени .

Перемещение маркера в новую произвольно задаваемую точку и соответствующее перемещение всего изображени  пространственного объекта выполн ютс  следующим образом. Посредством ручного манипул тора 8 оператор формирует координаты изменени  положени  маркера относительно выбранной точки, которые через контроллер 7 ручного манипул тора, формирователь 12 координат маркера поступают в ЦП 6, который передает их в сопроцессор 14. Сопроцессор 14 выполн ет геометрические преобразовани  координат точек поверхности изображени , которые считывает из промежуточного ОЗУ 4 через магистральный коммутатор 15, с высокой скоростью за счет параллельного преобразовани  координат точек поверхности группами (массивами) согласно формулам преобразовани  при параллельном переносе:

ДХ;У У + AY;Z Z +AZ;

АХ Хн-Хв; ДУ У„-УВ;

Д Z ZH - Ze.

где X, Y, Z и X1, У1 , Z1 - координаты точек поверхности изображени  пространственного объекта до и после выполнени  переноса (перемещени );

А X, Л У, A Z - координаты изменени  положени  маркера относительно выбранной точки маркера;

Хв, YB, Ze - координаты выбранной точки маркера;

Хн. Ун, ZH - координаты новой точки маркера,

и записывает координаты новых точек поверхности изображени  через магистральный коммутатор 15 в промежуточное ОЗУ 4. Затем через устройство 16 и буферное ОЗУ 9 координаты новых точек изображени  вывод тс  на экран устройства 10 отображени .

При формировании оператором посредством ручного манипул тора 8 новых коорди- нат изменени  положени  маркера указанные операции повтор ютс  до момента окончани  выполнени  перемещени  изображени  по команде, вводимой оператором в ЦП 6 с блока 1 клавиатуры через интерфейс 2 клавиатуры.

5При выполнении взаимодействи  с

изображением в виде геометрической операции поворота изображени  пространственного объекта, задаваемой оператором соответствующей командой с блока 1 клави0 атуры, вводимой в ЦП 6 через интерфейс 2 клавиатуры, оператор посредством ручного манипул тора 8 формирует координаты А в, в сферической системе координат дл  нового положени  маркера в новое произ5 вольно задаваемое оператором положение в пространстве изображени . Отсчет координат Д#, Д поворота маркера в новое положение производитс  относительно соответствующих координат выбранной точки

0 маркера 6ъ . ре в сферической системе координат , которые записаны в ОЗУ 3 после выбора точки маркера на поверхности изображени .

5 Поворот выбранной точки маркера в новое произвольно задаваемое оператором положение, а также поворот всех точек поверхности изображени  пространственного объекта выполн етс  следующим образом.

0 Посредством ручного манипул тора 8 оператор формирует координаты А#, Ду изменени  положени  маркера относительно соответствующих координат въ , tfo выбранной точки в сферической системе коор5 динат г, в,р дл  поворота маркера в новую точку, которые через контроллер 7 манипул тора, формирователь 12 координат маркера поступают в ЦП 6. Центральный процессор 6 считывает из ОЗУ 3

0 координаты гв, вв , выбранной точки маркера и, использу  выражени :

45

гн гв , вн вв +Д#: fa + Ду,

определ ет абсолютные значени  координат маркера в новом положении в пространстве изображени , которые записывает в ОЗУ 3. Затем по известным координатам выбранной точки гв. Ое , рв и новой точки гн, в , рн маркера ЦП 6 определ ет параметры дл  преобразовани  точек поверхности изображени  при повороте в виде

матрицы коэффициентов

ABC D Е F G Н I

где

А cos a В slna

С -sin/3;

D - sin a cos у + cos a sin / sin у; E cos a cos у + sin a sin /8 sin у ;

F cos/ slny;

G sin a sin / 4- cos a sin / cos у; H - cos a. sin у + sin a sin /3 cos у;

I cos/ cos у;

a, /, у - углы, образованные при повороте точки в плоскост х YOZ, XOZ, XOY соответственно,

и передает их сопроцессору 14. Сопроцессор 14 через магистральный коммутатор 15 осуществл ет чтение из промежуточного ОЗУ 4 информации о координатах в цвете точек поверхности изображени , преобразование координат по формуле

ГА в cl

XR, YR,ZR XT, YT. D E F .

G H lj

где Хт. YT, ZT и XR, YR, ZR - координаты точек поверхности изображени  до и после поворота ,

и запись новых координат точек в промежуточное ОЗУ 4. которые затем через устройство 16 и буферное ОЗУ 9 вывод тс  на экран устройства 10 отображени .

При формировании оператором посредством ручного манипул тора 8 новых координат Д0, Д изменени  положени  маркера указанные операции по взаимодействию с изображением при повороте по- втор ютс  до момента окончани  выполнени  поворота по соответствующей команде, вводимой оператором в ЦП б с блока 1 клавиатуры через интерфейс 2 клавиатуры .

В случае выполнени  геометрической операции, отличной от рассмотренных, последовательность выполнени  операций сохран етс , при этом сопроцессор 14 выполн ет преобразование точек поверхности изображени  согласно требуемой геометрической операции.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ взаимодействи  с изображением пространственных обьектов, заключэющийс  в формировании изображени  пространственных обьектов и выполнении над ним геометрических операций, отличающийс  тем. что, с целью повышени  производительности за счет уменьшени 

   времени выбора оператором точки поверхности изображени  пространственного объекта и параметров геометрических операций, формируют маркер и производ т движение маркера по поверхности изображени  пространственного объекта до выбранной оператором точки, при этоу задают посредством ручного манипул тора угловые координаты маркера в и р в сферической системе координат, вычисл ют

   и запоминают координаты X, Y, Z в пр моугольной системе координат точки пересечени  луча, определ емого координатами маркера в и р , с поверхностью изображени  пространственного объекта, запоминают цвет точки с указанными координатами, замещают его на поверхности изображени  пространственного объекта на цвет маркера , а при изменении координат маркера вос- станавливают, задают требуемую

   геометрическую операцию, в которой запоминают выбранную оператором точку, задают посредством ручного манипул тора координаты изменени  положени  маркера в новую, произвольно выбираемую

   оператором точку в пр моугольной или сферической системе координат в зависимости от вида геометрической операции, на основании координат выбранной точки и координат изменени  положени  маркера определ ют параметры геометрической операции, вычисл ют координаты точек поверхности изображени  пространственного объекта в соответствии с требуемой геометрической операцией, запоминают их и визуализируют .

   ««в

   S

   ЛЛ

   7

   ts

   IT

   Ж

   on j

   Т1

   и-

   J

   -0