JPH0594500A - Cadシステムにおける3次元形状検索方式 - Google Patents
Cadシステムにおける3次元形状検索方式Info
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- JPH0594500A JPH0594500A JP3255483A JP25548391A JPH0594500A JP H0594500 A JPH0594500 A JP H0594500A JP 3255483 A JP3255483 A JP 3255483A JP 25548391 A JP25548391 A JP 25548391A JP H0594500 A JPH0594500 A JP H0594500A
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- Japan
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- dimensional shape
- target space
- circumscribing
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- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
- G06F3/0484—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] for the control of specific functions or operations, e.g. selecting or manipulating an object, an image or a displayed text element, setting a parameter value or selecting a range
- G06F3/04842—Selection of displayed objects or displayed text elements
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- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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- G06T15/10—Geometric effects
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-
- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2210/00—Indexing scheme for image generation or computer graphics
- G06T2210/12—Bounding box
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Geometry (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 CADシステムにおける3次元形状検索方式
に関し、CADシステムを利用した3次元部品の空間配
置を高速化、高効率化することを目的とする。 【構成】 所定の入力手段により検索対象空間の1つの
側面の2点の座標と該側面の奥行きを入力し、側面座標
と奥行きに基づいて検索対象空間を作成する検索対象空
間入力手段1と、3次元形状の各座標データを入力して
3次元形状を包含する外接球を作成する外接球作成手段
2と、外接球作成手段2で作成された各3次元形状の外
接球の中心座標を、検索対象空間入力手段の所定空間を
現わす立方体の絶対座標系に変換する座標変換手段3
と、検索対象空間入力手段で作成された空間を表す座標
値と外接球作成手段と外接球作成手段で作成されたそれ
ぞれの球の半径と座標変換後の球の中心座標とに基づ
き、3次元形状が外接球の内側か外側かを判定する内外
判定手段4とにより構成される。
に関し、CADシステムを利用した3次元部品の空間配
置を高速化、高効率化することを目的とする。 【構成】 所定の入力手段により検索対象空間の1つの
側面の2点の座標と該側面の奥行きを入力し、側面座標
と奥行きに基づいて検索対象空間を作成する検索対象空
間入力手段1と、3次元形状の各座標データを入力して
3次元形状を包含する外接球を作成する外接球作成手段
2と、外接球作成手段2で作成された各3次元形状の外
接球の中心座標を、検索対象空間入力手段の所定空間を
現わす立方体の絶対座標系に変換する座標変換手段3
と、検索対象空間入力手段で作成された空間を表す座標
値と外接球作成手段と外接球作成手段で作成されたそれ
ぞれの球の半径と座標変換後の球の中心座標とに基づ
き、3次元形状が外接球の内側か外側かを判定する内外
判定手段4とにより構成される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCAD(Computer Aided
Design : コンピュータ援用設計、以下CADという)
による3次元部品等の実装・配置設計に係わり、特に所
定空間内の3次元部品の配置を高精度で算出することが
できる3次元形状検索方式に関するものである。
Design : コンピュータ援用設計、以下CADという)
による3次元部品等の実装・配置設計に係わり、特に所
定空間内の3次元部品の配置を高精度で算出することが
できる3次元形状検索方式に関するものである。
【0002】近年、コンピュータを利用した配線、配
管、構造等の設計、即ち、CADが開発・実用化されて
おり、電機、機械、プラント等の製造業の開発・設計部
門を中心として利用分野が拡大している。通常、CAD
システムはホスト・コンピュータ、カラー・グラフィッ
ク・ディスプレイ、ワークステーション、プロッタ及び
各種入力装置とベーシック・ソフトウェアによって構成
されている。
管、構造等の設計、即ち、CADが開発・実用化されて
おり、電機、機械、プラント等の製造業の開発・設計部
門を中心として利用分野が拡大している。通常、CAD
システムはホスト・コンピュータ、カラー・グラフィッ
ク・ディスプレイ、ワークステーション、プロッタ及び
各種入力装置とベーシック・ソフトウェアによって構成
されている。
【0003】このようなCADシステムを利用する上
で、工業製品の内部に実装される構造部品の配置空間や
敷地内に建てる建築物の配置空間について、これらの構
造部品や建築物を如何に速く、かつ精度よく所定の空間
内に適切に配置できるかが、実装配置設計分野での重要
な要素になっており、常に、高性能化と効率化が望まれ
ている。
で、工業製品の内部に実装される構造部品の配置空間や
敷地内に建てる建築物の配置空間について、これらの構
造部品や建築物を如何に速く、かつ精度よく所定の空間
内に適切に配置できるかが、実装配置設計分野での重要
な要素になっており、常に、高性能化と効率化が望まれ
ている。
【0004】本発明はCADシステムにおける表示画面
上の所定空間に、立体構造部品(以下、3次元部品)を
実装配置する3次元形状検索方式に関し、所定の配置空
間を入力する入力手段、配置されている各々の3次元部
品の外接球を作成する手段、外接球の中心座標を変換す
る座標変換手段、所定空間に入っている外接球を検出す
る内外判定手段等を設けることにより、精度よく高速に
所定空間内の3次元形状の自動検索処置をすることがで
きるようにしている。
上の所定空間に、立体構造部品(以下、3次元部品)を
実装配置する3次元形状検索方式に関し、所定の配置空
間を入力する入力手段、配置されている各々の3次元部
品の外接球を作成する手段、外接球の中心座標を変換す
る座標変換手段、所定空間に入っている外接球を検出す
る内外判定手段等を設けることにより、精度よく高速に
所定空間内の3次元形状の自動検索処置をすることがで
きるようにしている。
【0005】
【従来の技術】図9は3次元形状と視点との関係の説明
図である。図示のような3次元形状A,Bを配置する場
合に、3次元形状各々に、視点Pから延ばしたベクトル
(直線)a,b,cが交差しているかどうかで検出す
る。即ち、ベクトルaは形状Aと交差し、ベクトルbは
形状Aに接し形状Bと交差し、ベクトルcは形状Bと交
差していることを各ベクトル毎に検出している。
図である。図示のような3次元形状A,Bを配置する場
合に、3次元形状各々に、視点Pから延ばしたベクトル
(直線)a,b,cが交差しているかどうかで検出す
る。即ち、ベクトルaは形状Aと交差し、ベクトルbは
形状Aに接し形状Bと交差し、ベクトルcは形状Bと交
差していることを各ベクトル毎に検出している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の方法では、 それぞれの3次元形状に対して1回1回3次元形状と
ベクトルとの交点の座標計算を行う必要がある。従っ
て、3次元形状の幾何的な形状が複雑化すればするほど
多くの計算時間を必要とする。
来の方法では、 それぞれの3次元形状に対して1回1回3次元形状と
ベクトルとの交点の座標計算を行う必要がある。従っ
て、3次元形状の幾何的な形状が複雑化すればするほど
多くの計算時間を必要とする。
【0007】3次元形状の個数が数千個、数万個のオ
ーダになると、上記の問題が相乗されて設計業務上、
非実現的な膨大な処理時間になる。 等の大きな問題がある。本発明の目的は、CADシステ
ムを利用した3次元部品の空間配置を高速化、高効率化
することができる3次元形状検索方式を提供することに
ある。
ーダになると、上記の問題が相乗されて設計業務上、
非実現的な膨大な処理時間になる。 等の大きな問題がある。本発明の目的は、CADシステ
ムを利用した3次元部品の空間配置を高速化、高効率化
することができる3次元形状検索方式を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】図1は本発明の
原理ブロック図である。図示のように、本発明は、所定
の検索対象空間の1つの側面を表わす2点の座標をタブ
レットによって入力し、検索対象空間の奥行きをキーボ
ードによって入力し、主制御部に送出する検索対象空間
入力手段1と、3次元形状5の各座標データを入力して
前記3次元形状を包含する外接球を作成する外接球作成
手段2と、前記外接球作成手段2で作成された各3次元
形状の外接球の中心座標を検索対象空間入力手段1の所
定空間を現わす立方体の座標系に変換する座標変換手段
3と、検索対象空間入力手段1で作成された空間を表す
座標値と外接球作成手段2及び外接球作成手段3で作成
されたそれぞれの球の半径と座標変換後の球の中心座標
をもとに内外判定を行う内外判定手段4により構成され
る。本発明では、従って、内外判定手段4によって検出
された3次元形状が、検索対象空間入力手段1で指示し
た検索対象空間内に入っているか否かを高速に検出す
る。
原理ブロック図である。図示のように、本発明は、所定
の検索対象空間の1つの側面を表わす2点の座標をタブ
レットによって入力し、検索対象空間の奥行きをキーボ
ードによって入力し、主制御部に送出する検索対象空間
入力手段1と、3次元形状5の各座標データを入力して
前記3次元形状を包含する外接球を作成する外接球作成
手段2と、前記外接球作成手段2で作成された各3次元
形状の外接球の中心座標を検索対象空間入力手段1の所
定空間を現わす立方体の座標系に変換する座標変換手段
3と、検索対象空間入力手段1で作成された空間を表す
座標値と外接球作成手段2及び外接球作成手段3で作成
されたそれぞれの球の半径と座標変換後の球の中心座標
をもとに内外判定を行う内外判定手段4により構成され
る。本発明では、従って、内外判定手段4によって検出
された3次元形状が、検索対象空間入力手段1で指示し
た検索対象空間内に入っているか否かを高速に検出す
る。
【0009】
【実施例】図2は本発明の一実施例構成図である。図2
において、オペレータにより、検索対象空間入力部11
に対し、所定の検索対象空間の1つの側面を表わす2点
の座標をタブレット21によって入力し、検索対象空間
の奥行きをキーボード22によって入力し、検索対象空
間入力部11は各入力座標から検索対象空間を作成し主
制御部16に送出する。外接球作成部12は、既に配置
ずみの構造部品の3次元形状を幾何形状ファイル15よ
り取り出すための指示を主制御部16に指示するととも
に、取り出された3次元形状それぞれの外接球を作成す
る。
において、オペレータにより、検索対象空間入力部11
に対し、所定の検索対象空間の1つの側面を表わす2点
の座標をタブレット21によって入力し、検索対象空間
の奥行きをキーボード22によって入力し、検索対象空
間入力部11は各入力座標から検索対象空間を作成し主
制御部16に送出する。外接球作成部12は、既に配置
ずみの構造部品の3次元形状を幾何形状ファイル15よ
り取り出すための指示を主制御部16に指示するととも
に、取り出された3次元形状それぞれの外接球を作成す
る。
【0010】座標変換部13は、外接球作成部12によ
り作成された外接球の中心座標を検索対象空間入力部1
1で作成された空間の座標系に変換する。内外判定部1
4は外接球作成部12で作成された球の半径と、座標変
換部13で作成された球の中心座標と、検索対象空間入
力部11で作成された空間のX、Y、Zの大きさから、
3次元幾何形状のそれぞれに対応した球が空間内に入っ
ているかどうかを比較処理のみで計算し判定する。
り作成された外接球の中心座標を検索対象空間入力部1
1で作成された空間の座標系に変換する。内外判定部1
4は外接球作成部12で作成された球の半径と、座標変
換部13で作成された球の中心座標と、検索対象空間入
力部11で作成された空間のX、Y、Zの大きさから、
3次元幾何形状のそれぞれに対応した球が空間内に入っ
ているかどうかを比較処理のみで計算し判定する。
【0011】主制御部16はマイクロプロセッサで構成
され、後述するフローチャートに示すように、先ず、3
次元形状を作成し幾何形状制御部17に送出するととも
に、各構成部分の動作を制御し、各構成部分との間のデ
ータの送受を制御する。幾何形状制御部17は主制御部
16から依頼された幾何データを幾何形状ファイル15
に格納し、或いは取り出す制御を行う。また、出力制御
部18は出力依頼されたデータをCRT19及びXYプ
ロッタ20に表示出力する機能を有する。
され、後述するフローチャートに示すように、先ず、3
次元形状を作成し幾何形状制御部17に送出するととも
に、各構成部分の動作を制御し、各構成部分との間のデ
ータの送受を制御する。幾何形状制御部17は主制御部
16から依頼された幾何データを幾何形状ファイル15
に格納し、或いは取り出す制御を行う。また、出力制御
部18は出力依頼されたデータをCRT19及びXYプ
ロッタ20に表示出力する機能を有する。
【0012】図3は本発明の処理フローチャートであ
る。先ず、タブレット21により検索対象空間の1つの
側面の2点の座標(図4参照)を入力し(ステップ
1)、キーボード22から奥行き(図4参照)を入力し
(ステップ2)、検索対象空間部11にてこれら入力デ
ータに基づき検索対象空間を作成する(ステップ3)。
次に、外接球作成部12は幾何形状ファイル15にすで
に格納されている3次元形状を取り出しそれらの外接球
を算出し(ステップ4)、座標変換部13は算出された
外接球の中心座標を検索対象空間の座標系に変換する
(ステップ5)。
る。先ず、タブレット21により検索対象空間の1つの
側面の2点の座標(図4参照)を入力し(ステップ
1)、キーボード22から奥行き(図4参照)を入力し
(ステップ2)、検索対象空間部11にてこれら入力デ
ータに基づき検索対象空間を作成する(ステップ3)。
次に、外接球作成部12は幾何形状ファイル15にすで
に格納されている3次元形状を取り出しそれらの外接球
を算出し(ステップ4)、座標変換部13は算出された
外接球の中心座標を検索対象空間の座標系に変換する
(ステップ5)。
【0013】内外判定部14は検索対象空間を表す座標
値と、外接球の半径と、変換後の座標値に基づいて、各
座標の比較処理を行い対象となる3次元形状が検索対象
空間の内側か外側かの内外判定を行う(ステップ6)。
そして、表示装置(CRT)上に検出された3次元形状
を表示し、目視により問題ないか否か判定し(ステップ
7)、表示装置(XYプロッタ)上に検出された3次元
形状を出力する(ステップ9)。もし問題があれば、ス
テップ1から再度やりなおすことは言うまでもない。こ
のようにして、所定空間内の3次元形状を精度よく高速
に自動的に検出することができる。
値と、外接球の半径と、変換後の座標値に基づいて、各
座標の比較処理を行い対象となる3次元形状が検索対象
空間の内側か外側かの内外判定を行う(ステップ6)。
そして、表示装置(CRT)上に検出された3次元形状
を表示し、目視により問題ないか否か判定し(ステップ
7)、表示装置(XYプロッタ)上に検出された3次元
形状を出力する(ステップ9)。もし問題があれば、ス
テップ1から再度やりなおすことは言うまでもない。こ
のようにして、所定空間内の3次元形状を精度よく高速
に自動的に検出することができる。
【0014】この場合、上記例はCRT,XYプロッ
タ,タブレット及びキーボードを備えた入出力装置と、
幾何形状ファイルを備えたデータ処理装置を接続したシ
ステムとして構成することができる。また、本実施例で
は円柱、多角柱を採用した場合で説明したが例えば自由
曲面をもっている3次元幾何形状を用いても同様に処理
できることは勿論である。
タ,タブレット及びキーボードを備えた入出力装置と、
幾何形状ファイルを備えたデータ処理装置を接続したシ
ステムとして構成することができる。また、本実施例で
は円柱、多角柱を採用した場合で説明したが例えば自由
曲面をもっている3次元幾何形状を用いても同様に処理
できることは勿論である。
【0015】本発明では上述のように、内外判定部4で
は、検索対象空間入力部11から入力されたX,Y,Z
値と、座標変換部13にて計算された球の中心座標の
X,Y,Z値と、球の半径との比較のみで実施すること
ができ、計算時間のかかる関数計算を行わないため、精
度よく高速に指定された検索対象空間内の3次元形状を
検出することができる。
は、検索対象空間入力部11から入力されたX,Y,Z
値と、座標変換部13にて計算された球の中心座標の
X,Y,Z値と、球の半径との比較のみで実施すること
ができ、計算時間のかかる関数計算を行わないため、精
度よく高速に指定された検索対象空間内の3次元形状を
検出することができる。
【0016】図4及び図5は本発明の検索対象領域の説
明図である。点P1及びP2は検索対象空間の1つの側
面における2つの座標であり、前述のようにタブレット
もしくはマウスにより入力される。視野画面内に2点P
1及びP2により検索対象領域を設定する。ここで、A
〜Fは3次元形状の各々である。図示の点線で示すよう
に、形状A及びFはその一部分が検索対象領域であるこ
とがわかる。図5は検索対象空間を斜視的に見たもので
あり、前述のように、側面は2点P1及びP2により規
定され、奥行きLはキーボードにより入力される。
明図である。点P1及びP2は検索対象空間の1つの側
面における2つの座標であり、前述のようにタブレット
もしくはマウスにより入力される。視野画面内に2点P
1及びP2により検索対象領域を設定する。ここで、A
〜Fは3次元形状の各々である。図示の点線で示すよう
に、形状A及びFはその一部分が検索対象領域であるこ
とがわかる。図5は検索対象空間を斜視的に見たもので
あり、前述のように、側面は2点P1及びP2により規
定され、奥行きLはキーボードにより入力される。
【0017】図6は本発明の検索対象空間の斜視図であ
る。図4及び図5を立体的に見た図に対応する。図示の
ように、斜線部分は検索対象空間に含まれている3次元
形状を示し、形状Aの点線部分は検索対象空間からはみ
出していることを示し、形状Fの点線は全く含まれてい
ないことを示している。なお、座標軸X,Y,Zは絶対
座標系である。
る。図4及び図5を立体的に見た図に対応する。図示の
ように、斜線部分は検索対象空間に含まれている3次元
形状を示し、形状Aの点線部分は検索対象空間からはみ
出していることを示し、形状Fの点線は全く含まれてい
ないことを示している。なお、座標軸X,Y,Zは絶対
座標系である。
【0018】図7及び図8は3次元形状の外接球の説明
図である。図中のA〜Fの円は外接球であり、A’〜
F’は各外接球の中心座標である。この場合、各中心座
標はそれぞれの3次元形状の座標X,Y,Zで示され
る。
図である。図中のA〜Fの円は外接球であり、A’〜
F’は各外接球の中心座標である。この場合、各中心座
標はそれぞれの3次元形状の座標X,Y,Zで示され
る。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
数千個、数万個の3次元形状の内で、所定の検索対象空
間内に含まれる3次元形状を検出する処理を、高精度か
つ高速に行うことができ、これによりCADシステムを
利用した構造部品や建築物の実装・配置設計を非常に効
率的に行うことができる。
数千個、数万個の3次元形状の内で、所定の検索対象空
間内に含まれる3次元形状を検出する処理を、高精度か
つ高速に行うことができ、これによりCADシステムを
利用した構造部品や建築物の実装・配置設計を非常に効
率的に行うことができる。
【図1】本発明の原理ブロック図である。
【図2】本発明の一実施例構成図である。
【図3】本発明の処理フローチャートである。
【図4】本発明の検索対象領域の説明図(その1)であ
る。
る。
【図5】本発明の検索対象領域の説明図(その2)であ
る。
る。
【図6】本発明の検索対象空間の斜視図である。
【図7】3次元形状の外接球の説明図(その1)であ
る。
る。
【図8】3次元形状の外接球の説明図(その2)であ
る。
る。
【図9】3次元形状と視点との関係の説明図である。
1…検索対象空間入力手段 2…外接球作成手段 3…座標変換手段 4…内外判定手段 5…3次元形状ファイル 11…検索対象空間入力部 12…外接球作成部 13…座標変換部 14…内外判定部 15…幾何形状ファイル 16…主制御部 17…幾何形状制御部 18…出力制御部 19…CRT 20…XYプロッタ 21…タブレット 22…キーボード
Claims (1)
- 【請求項1】CADシステムにおける3次元形状の検索
方式において、 所定の入力手段により検索対象空間の1つの側面の2点
の座標と該側面の奥行きを入力し、該側面座標と奥行き
に基づいて検索対象空間を作成する検索対象空間入力手
段(1)と、 3次元形状の各座標データを入力して該3次元形状を包
含する外接球を作成する外接球作成手段(2)と、 該外接球作成手段(2)で作成された各3次元形状の外
接球の中心座標を、該検索対象空間入力手段(1)の所
定空間を現わす立方体の絶対座標系に変換する座標変換
手段(3)と、 該検索対象空間入力手段(1)で作成された空間を表す
座標値と、該外接球作成手段(2)と、該外接球作成手
段(2)で作成されたそれぞれの球の半径と、座標変換
後の球の中心座標とに基づき、該3次元形状が該外接球
の内側か外側かを判定する内外判定手段(4)とを備
え、 該3次元形状が指定した検索対象空間内に包含されてい
るか否かを検出するようにしたことを特徴とする3次元
形状検索方式。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3255483A JPH0594500A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | Cadシステムにおける3次元形状検索方式 |
| US07/953,027 US5471569A (en) | 1991-10-02 | 1992-09-29 | Retrieval space determination system for three-dimensionally shaped parts in a CAD system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3255483A JPH0594500A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | Cadシステムにおける3次元形状検索方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0594500A true JPH0594500A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=17279389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3255483A Pending JPH0594500A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | Cadシステムにおける3次元形状検索方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5471569A (ja) |
| JP (1) | JPH0594500A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5943056A (en) * | 1995-07-11 | 1999-08-24 | Fujitsu Ltd. | Interference checking method |
| JP2006252185A (ja) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Nintendo Co Ltd | ゲームプログラムおよびゲーム装置 |
| JP2009011846A (ja) * | 2008-08-07 | 2009-01-22 | Nintendo Co Ltd | ゲームプログラムおよびゲーム装置 |
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| JP2011200720A (ja) * | 2011-07-14 | 2011-10-13 | Nintendo Co Ltd | ゲームプログラムおよびゲーム装置 |
| CN101546435B (zh) | 2008-03-24 | 2012-03-28 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 物件碰撞检测系统及方法 |
| JP2014079634A (ja) * | 2013-12-10 | 2014-05-08 | Nintendo Co Ltd | ゲームプログラムおよびゲーム装置 |
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