JPH0773344A - 2次元グラフィック・ディスプレイにおける3次元点の指定方法及び装置 - Google Patents
2次元グラフィック・ディスプレイにおける3次元点の指定方法及び装置Info
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- JPH0773344A JPH0773344A JP3035329A JP3532991A JPH0773344A JP H0773344 A JPH0773344 A JP H0773344A JP 3035329 A JP3035329 A JP 3035329A JP 3532991 A JP3532991 A JP 3532991A JP H0773344 A JPH0773344 A JP H0773344A
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformations in the plane of the image
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- G06T3/073—Transforming surfaces of revolution to planar images, e.g. cylindrical surfaces to planar images
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- G—PHYSICS
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three-dimensional [3D] modelling for computer graphics
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2210/00—Indexing scheme for image generation or computer graphics
- G06T2210/56—Particle system, point based geometry or rendering
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Digital Computer Display Output (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】2次元グラフィック・ディスプレイにおいて3
次元点を指定することを可能にする。 【構成】本発明によれば、軸測投影の2次元表示点の、
投影形状の対応する3次元点との相関が施される。ディ
スプレイ・スクリーン面上の点が選択され、また3次元
形状の点のスクリーン座標が、形状の連続点を2次元ス
クリーン上の等価な点に変換することにより見出され
る。変換された座標を選択された点の座標と比較するこ
とにより選択された形状に対応する形状点が識別され
る。
次元点を指定することを可能にする。 【構成】本発明によれば、軸測投影の2次元表示点の、
投影形状の対応する3次元点との相関が施される。ディ
スプレイ・スクリーン面上の点が選択され、また3次元
形状の点のスクリーン座標が、形状の連続点を2次元ス
クリーン上の等価な点に変換することにより見出され
る。変換された座標を選択された点の座標と比較するこ
とにより選択された形状に対応する形状点が識別され
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、グラフィック・ディ
スプレイ・システムに係り、特にディスプレイ・スクリ
ーン上の軸測投影の選択された点に対応する対象の3次
元座標を指定する方法および装置に関する。
スプレイ・システムに係り、特にディスプレイ・スクリ
ーン上の軸測投影の選択された点に対応する対象の3次
元座標を指定する方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】3次元対象のCAD表示はスクリーン上
では2次元点である。幾つかのCAD機能、例えば3次
元回転(ROTATE)においては、ユーザが3次元座
標点を入力する必要がある。即ち、3次元回転(ROT
ATE)の例においては、ユーザは回転軸線を定める1
対の点の3次元座標を入力することが要求される。
では2次元点である。幾つかのCAD機能、例えば3次
元回転(ROTATE)においては、ユーザが3次元座
標点を入力する必要がある。即ち、3次元回転(ROT
ATE)の例においては、ユーザは回転軸線を定める1
対の点の3次元座標を入力することが要求される。
【0003】表示された点の属性(attribut
e)としての、3次元座標に対応する2次元表示(スク
リーン)座標の記憶は必ずしも実現可能なものではな
い。CADプログラムは通常は大きく、またメモリはで
きるだけ保存されなければならない。更に、全体のスク
リーンがスケーリングされ、平行移動され、または回転
されるとき、対象の新しい2次元点の計算と表示に必要
な時間は最小になされるべきである。
e)としての、3次元座標に対応する2次元表示(スク
リーン)座標の記憶は必ずしも実現可能なものではな
い。CADプログラムは通常は大きく、またメモリはで
きるだけ保存されなければならない。更に、全体のスク
リーンがスケーリングされ、平行移動され、または回転
されるとき、対象の新しい2次元点の計算と表示に必要
な時間は最小になされるべきである。
【0004】ワールド座標系で対象を規定する記憶3次
元点は、ユーザによるオブジェクトのビューポイント,
方向の選択的な変化およびアイポイントの変化のため、
表示される前に幾つかの処理を受ける。メモリ空間を保
存し、データベースに2次元表示座標を記憶するのに必
要な処理数を減らすために、ワールド座標点は記憶はさ
れるが、対応する2次元表示座標ではない。
元点は、ユーザによるオブジェクトのビューポイント,
方向の選択的な変化およびアイポイントの変化のため、
表示される前に幾つかの処理を受ける。メモリ空間を保
存し、データベースに2次元表示座標を記憶するのに必
要な処理数を減らすために、ワールド座標点は記憶はさ
れるが、対応する2次元表示座標ではない。
【0005】米国特許第4,516,266号明細書に
はライトペンを用いてディスプレイ面上で選択された画
素に従ってディスプレイ上の点を識別する方法が示して
ある。画素(表示を構成する画素またはドットの1つ)
が属する特徴、例えば矩形、円、直線、または弧は、画
素位置が識別されるとき強調表示される。
はライトペンを用いてディスプレイ面上で選択された画
素に従ってディスプレイ上の点を識別する方法が示して
ある。画素(表示を構成する画素またはドットの1つ)
が属する特徴、例えば矩形、円、直線、または弧は、画
素位置が識別されるとき強調表示される。
【0006】更に、米国特許第4,858,157号明
細書には対象の画像を得るための光学系を有する検出ユ
ニットを備えた座標測定システムを開示している。検出
ユニットの各々のアレイ要素からデータを取り出す制御
ユニットは、3次元座標の識別を要求する方法では動作
しない。
細書には対象の画像を得るための光学系を有する検出ユ
ニットを備えた座標測定システムを開示している。検出
ユニットの各々のアレイ要素からデータを取り出す制御
ユニットは、3次元座標の識別を要求する方法では動作
しない。
【0007】更に、米国特許第4,855,939号明
細書には、平面または正面図に表示され、オペレータに
より供給される寸法および公差情報から3次元対象をモ
デル化する方法が示してある。この情報は表示された軸
測投影図に自動的に変換される。
細書には、平面または正面図に表示され、オペレータに
より供給される寸法および公差情報から3次元対象をモ
デル化する方法が示してある。この情報は表示された軸
測投影図に自動的に変換される。
【0008】更に、米国特許第4,827,413号明
細書には、ベクトル変換するバック・ツー・フロントア
ルゴリズムを使用した3次元画像の表示方法が開示され
ている。
細書には、ベクトル変換するバック・ツー・フロントア
ルゴリズムを使用した3次元画像の表示方法が開示され
ている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のグラフィックお
よびCADシステムは、所望の点の3次元座標に注目
し、記憶し、あるいはそれらを試行錯誤で見出すことを
ユーザに要求するという問題がある。
よびCADシステムは、所望の点の3次元座標に注目
し、記憶し、あるいはそれらを試行錯誤で見出すことを
ユーザに要求するという問題がある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、点の3次元座
標を要求するグラフィックスまたはCAD機能がユーザ
の座標入力を補助するとき有効になる。ユーザは、選択
されたなら確認のためにディスプレイ上に強調表示され
ることになる所望の点にまたはその近傍にカーソルを移
動させることができ、かつ選択された点のu,v(スク
リーン)表示座標が決定される。次に、プログラムは、
一連の3次元点に対応するu′,v′(ワールド)表示
座標を計算し、選択された点のu,v座標と比較するル
ープに入る。
標を要求するグラフィックスまたはCAD機能がユーザ
の座標入力を補助するとき有効になる。ユーザは、選択
されたなら確認のためにディスプレイ上に強調表示され
ることになる所望の点にまたはその近傍にカーソルを移
動させることができ、かつ選択された点のu,v(スク
リーン)表示座標が決定される。次に、プログラムは、
一連の3次元点に対応するu′,v′(ワールド)表示
座標を計算し、選択された点のu,v座標と比較するル
ープに入る。
【0011】u,v点およびu′,v′点が一致すると
きは、対応する3次元座標はディスプレイを介してユー
ザに戻されるか、あるいはこれに代わって呼び出し機能
で自動的に入力される。
きは、対応する3次元座標はディスプレイを介してユー
ザに戻されるか、あるいはこれに代わって呼び出し機能
で自動的に入力される。
【0012】全ての点が変換され、比較の結果u,v点
と同じものがなかったときは、エラールーチンが呼び出
され、サブルーチンが退去される。
と同じものがなかったときは、エラールーチンが呼び出
され、サブルーチンが退去される。
【0013】本発明によれば、3次元オブジェクトを表
わす2次元ディスプレイ上の選択された点は、選択され
た点の表示座標を決定し、記憶された3次元点の対応す
る2次元表示座標が選択された点の表示座標と同一にな
るまで前記記憶された3次元点を前記2次元表示座標に
変換することにより、前記選択された点の対応する3次
元座標に関係づけられる。
わす2次元ディスプレイ上の選択された点は、選択され
た点の表示座標を決定し、記憶された3次元点の対応す
る2次元表示座標が選択された点の表示座標と同一にな
るまで前記記憶された3次元点を前記2次元表示座標に
変換することにより、前記選択された点の対応する3次
元座標に関係づけられる。
【0014】
【実施例】以下の説明は、プログラムにより実行される
動作シーケンスを示すフローチャートを参照して行う。
ここで使用するシンボルはAmerican Nati
onal Standards Instituteお
よびInternational Standards
Organizationで認められている標準フロ
ーチャートシンボルである。以下の説明で、フローチャ
ート中の指定のブロックにより実行される動作について
述べる。このことは、上述したブロックの実行により得
られる結果を産む命令のシーケンスをプログラムし、実
行することによって動作は実行されることを意味すると
解釈されるべきである。用いられる実際の命令は、発明
の実施に用いられる指定のハードウェアに依存する。プ
ロセッサが異なると命令セットも異なるが、当業者はそ
の人が慣れている命令セットによってフローチャートの
ブロックの動作を実現することができる。
動作シーケンスを示すフローチャートを参照して行う。
ここで使用するシンボルはAmerican Nati
onal Standards Instituteお
よびInternational Standards
Organizationで認められている標準フロ
ーチャートシンボルである。以下の説明で、フローチャ
ート中の指定のブロックにより実行される動作について
述べる。このことは、上述したブロックの実行により得
られる結果を産む命令のシーケンスをプログラムし、実
行することによって動作は実行されることを意味すると
解釈されるべきである。用いられる実際の命令は、発明
の実施に用いられる指定のハードウェアに依存する。プ
ロセッサが異なると命令セットも異なるが、当業者はそ
の人が慣れている命令セットによってフローチャートの
ブロックの動作を実現することができる。
【0015】本発明の理解に関係のない実施プログラム
の詳細により引き起される混乱を避けるため、本発明は
サブルーチンを用いて説明される。
の詳細により引き起される混乱を避けるため、本発明は
サブルーチンを用いて説明される。
【0016】サブルーチンはコンピュータのプログラム
モジュールであり、これらはその使用される命令の流れ
の中に直接置かれることはない。サブルーチンは呼び出
し手順およびリンク手順により呼び出され、これらの手
順によりプログラムの実行はサブルーチンプログラムか
らなるコンピュータの命令リストに移されると共に、サ
ブルーチンにより使用されるオペランドをリンクまたは
供給することになる。サブルーチンの実行が完了する
と、プログラム制御はサブルーチンを呼んだプログラム
に従って呼び出しプログラム中の命令に復帰する。
モジュールであり、これらはその使用される命令の流れ
の中に直接置かれることはない。サブルーチンは呼び出
し手順およびリンク手順により呼び出され、これらの手
順によりプログラムの実行はサブルーチンプログラムか
らなるコンピュータの命令リストに移されると共に、サ
ブルーチンにより使用されるオペランドをリンクまたは
供給することになる。サブルーチンの実行が完了する
と、プログラム制御はサブルーチンを呼んだプログラム
に従って呼び出しプログラム中の命令に復帰する。
【0017】標準記号はマトリクスの乗算を示す×と共
に用いられる。表示される対象を含む3次元系または3
次元空間はワールド系と呼ばれており、また2次元系、
即ち表示自体は表示系と呼ばれている。本発明はグラフ
ィックシステムのユーザに、3次元空間に存在する対象
の座標を識別する能力を与えるが、表示は2次元でディ
スプレイ・スクリーン上に与えられる。最も簡単な場合
に、ユーザは、2次元ディスプレイ上の点を選択するこ
とができ、描かれた対応する点の3次元ワールド座標を
有する。
に用いられる。表示される対象を含む3次元系または3
次元空間はワールド系と呼ばれており、また2次元系、
即ち表示自体は表示系と呼ばれている。本発明はグラフ
ィックシステムのユーザに、3次元空間に存在する対象
の座標を識別する能力を与えるが、表示は2次元でディ
スプレイ・スクリーン上に与えられる。最も簡単な場合
に、ユーザは、2次元ディスプレイ上の点を選択するこ
とができ、描かれた対応する点の3次元ワールド座標を
有する。
【0018】対象はワールド座標系の座標に従って一般
にデータベースに記憶格納される。2次元ディスプレイ
表示は、特にアイポイントの位置に依存し、即ち、平面
またはディスプレイ・スクリーンにワールド系が表示さ
れるときワールド系を見る目(eye)の空間内の点の
位置に依存する。他のファクタはビューポイント、即ち
目が向けられる点の位置である。
にデータベースに記憶格納される。2次元ディスプレイ
表示は、特にアイポイントの位置に依存し、即ち、平面
またはディスプレイ・スクリーンにワールド系が表示さ
れるときワールド系を見る目(eye)の空間内の点の
位置に依存する。他のファクタはビューポイント、即ち
目が向けられる点の位置である。
【0019】ユーザは眺めた表示を上下,右左に回転ま
たはスクロールする機能、または任意の組み合わせの移
動を選択することができる。更に、ユーザは表示のスケ
ールを変えることもできる。このような操作は、手品師
の動作のようであり、グラフィックシステムのユーザが
ワールド座標系の点に対応する点の跡を追うことを困難
にする。従って、機能が3次元点の選択または指示を要
求するとき、ユーザはどの点または指示を指定すべきか
を決定しなければならない。
たはスクロールする機能、または任意の組み合わせの移
動を選択することができる。更に、ユーザは表示のスケ
ールを変えることもできる。このような操作は、手品師
の動作のようであり、グラフィックシステムのユーザが
ワールド座標系の点に対応する点の跡を追うことを困難
にする。従って、機能が3次元点の選択または指示を要
求するとき、ユーザはどの点または指示を指定すべきか
を決定しなければならない。
【0020】図1は直方体11を含む3次元右手座標
系、すなわちワールド座標系を示す図である。
系、すなわちワールド座標系を示す図である。
【0021】このワールド座標系の対象はそれらの頂
点、例えば直方体11のP1とP2を指定することによ
り識別される。直方体11は、i〜nに対してXi,Y
i,Ziで示される3次元ワールド座標を用いてデータ
ベースに記憶される。即ち、データベースに記憶格納さ
れ、対象を指定するn個の頂点または点が存在する。
点、例えば直方体11のP1とP2を指定することによ
り識別される。直方体11は、i〜nに対してXi,Y
i,Ziで示される3次元ワールド座標を用いてデータ
ベースに記憶される。即ち、データベースに記憶格納さ
れ、対象を指定するn個の頂点または点が存在する。
【0022】ビューポイントPv13が座標Xv,Y
v,Zvに配置され、またアイポイントPe15が座標
Xe,Ye,Zeに配置される。Pv13およびPe1
5の位置を変えることはワールド座標系のアスペクト
(aspect)を変更することになる。
v,Zvに配置され、またアイポイントPe15が座標
Xe,Ye,Zeに配置される。Pv13およびPe1
5の位置を変えることはワールド座標系のアスペクト
(aspect)を変更することになる。
【0023】図2は、図1の直方体11を、座標Uおよ
びVを有する2次元表面またはディスプレイ・スクリー
ン上に投影する軸測投影を示す図である。指定のアイポ
イントとビューポイントを有する3次元系から軸測投影
への変換法はよく知られており、以下では2種類のこの
ような方法について詳細に説明する。
びVを有する2次元表面またはディスプレイ・スクリー
ン上に投影する軸測投影を示す図である。指定のアイポ
イントとビューポイントを有する3次元系から軸測投影
への変換法はよく知られており、以下では2種類のこの
ような方法について詳細に説明する。
【0024】図2に示したように直方体11を表示する
グラフィックシステムでは、指定の回転軸線の回りに立
体を回転させることが望まれる。例えば、図2におい
て、図1の点P1とP2に対応する1対の点P1とP2
は、立体が回転される軸線を指定することができる。図
1のワールド座標系から図2の平面上に全ての頂点およ
びエッジを投影することにより生じる錯視のため、ユー
ザは点P1とP2が頂点21と23であるか否かを決定
することができない。ユーザが、頂点21と23は回転
軸線を定める所望の点であり、回転機能からのプロンプ
トに応じてそれらを選択すると仮定したとき、立体11
が不当に回転されたときは明らかに誤りがもたらされ
る。これは、ユーザが頂点21,23により定められる
同一軸線に対して逆方向に立体11を回転させ、次に所
望の回転軸線を定める正しい頂点の選択を試みることを
要求する。
グラフィックシステムでは、指定の回転軸線の回りに立
体を回転させることが望まれる。例えば、図2におい
て、図1の点P1とP2に対応する1対の点P1とP2
は、立体が回転される軸線を指定することができる。図
1のワールド座標系から図2の平面上に全ての頂点およ
びエッジを投影することにより生じる錯視のため、ユー
ザは点P1とP2が頂点21と23であるか否かを決定
することができない。ユーザが、頂点21と23は回転
軸線を定める所望の点であり、回転機能からのプロンプ
トに応じてそれらを選択すると仮定したとき、立体11
が不当に回転されたときは明らかに誤りがもたらされ
る。これは、ユーザが頂点21,23により定められる
同一軸線に対して逆方向に立体11を回転させ、次に所
望の回転軸線を定める正しい頂点の選択を試みることを
要求する。
【0025】ここで引用した上記特許明細書に示される
ように、カーソルを用いて点を選択する他に、ユーザは
通常所望の点の座標を入力、例えば座標値にキー入力す
るオプションが可能である。このため、ユーザは座標の
リストを保持するか、3次元座標系の点の座標を想起で
きなければならない。しかしながら、本発明においては
ユーザは移動自在なカーソルなどを用いて点を選択し、
またユーザにより確認のため表示される3次元ワールド
座標を有することが許容される。
ように、カーソルを用いて点を選択する他に、ユーザは
通常所望の点の座標を入力、例えば座標値にキー入力す
るオプションが可能である。このため、ユーザは座標の
リストを保持するか、3次元座標系の点の座標を想起で
きなければならない。しかしながら、本発明においては
ユーザは移動自在なカーソルなどを用いて点を選択し、
またユーザにより確認のため表示される3次元ワールド
座標を有することが許容される。
【0026】図3のフローチャートは、上記従来の方法
で遭遇する問題を回避するためプログラムサブルーチン
の形で本発明を実施する状況を示す図である。
で遭遇する問題を回避するためプログラムサブルーチン
の形で本発明を実施する状況を示す図である。
【0027】サブルーチンは3次元座標の指示を要求す
るファンクションプロンプトからターミナルブロック3
01で入力される。処理ブロック303で、選択された
2次元点がユーザにより確認のために強調表示され、選
択される。次に、処理ブロック305に示したように、
指標値Iが1に設定される。スクリーン上の表示点に対
応するワールド点がデータベースに記憶格納され、また
処理ブロック307で示したように、I番目の点がアク
セスされ、2次元座標U′およびV′に変換される。
るファンクションプロンプトからターミナルブロック3
01で入力される。処理ブロック303で、選択された
2次元点がユーザにより確認のために強調表示され、選
択される。次に、処理ブロック305に示したように、
指標値Iが1に設定される。スクリーン上の表示点に対
応するワールド点がデータベースに記憶格納され、また
処理ブロック307で示したように、I番目の点がアク
セスされ、2次元座標U′およびV′に変換される。
【0028】判定ブロック309に示したように、変換
されたワールド座標U′,V′が選択された点の座標
U,Vと比較される。もし等しいときは、I番目の点の
ワールド座標は処理ブロック317により示したように
表示およびユーザによる確認のために戻され、サブルー
チンはターミナルブロック319により退去される。比
較した座標が判定ブロック309で同一でない時は、I
の値は、判定ブロック311において、被検査点の全数
を表わす値Nと比較される。
されたワールド座標U′,V′が選択された点の座標
U,Vと比較される。もし等しいときは、I番目の点の
ワールド座標は処理ブロック317により示したように
表示およびユーザによる確認のために戻され、サブルー
チンはターミナルブロック319により退去される。比
較した座標が判定ブロック309で同一でない時は、I
の値は、判定ブロック311において、被検査点の全数
を表わす値Nと比較される。
【0029】全ての点が検査され、IとNの同等が示さ
れると、選択されたスクリーン点に対応する如何なる点
も見出されていないのでエラーが存在することになる。
これにより、ターミナルブロック315で示したよう
に、異常終了(ABEND)が生じる。このサブルーチ
ンからの退去により、エラールーチンが実行されてエラ
ーの原因が補正されるか、エラーが存在する旨のメッセ
ージがユーザに供給される。
れると、選択されたスクリーン点に対応する如何なる点
も見出されていないのでエラーが存在することになる。
これにより、ターミナルブロック315で示したよう
に、異常終了(ABEND)が生じる。このサブルーチ
ンからの退去により、エラールーチンが実行されてエラ
ーの原因が補正されるか、エラーが存在する旨のメッセ
ージがユーザに供給される。
【0030】全ての点が検査されてないときは、Iの値
が処理ブロック313に示したように1だけ増分され、
次の点が、上記のように、処理ブロック307により変
換される。次に処理が上記のように反復される。
が処理ブロック313に示したように1だけ増分され、
次の点が、上記のように、処理ブロック307により変
換される。次に処理が上記のように反復される。
【0031】選択されたスクリーン点が1以上のワール
ド点に対応することが可能である。即ち、幾つかのワー
ルド点がオーバレイされ、ユーザによりディスプレイ・
スクリーン上に単一点として見出される。
ド点に対応することが可能である。即ち、幾つかのワー
ルド点がオーバレイされ、ユーザによりディスプレイ・
スクリーン上に単一点として見出される。
【0032】本発明は図4のフローチャートに示したよ
うに、複数のオーバレイ点を収容するように変形するこ
とができる。図4のサブルーチンは図3のフローチャー
トにおける同じブロックに対して説明したのと同様にブ
ロック301〜309を通して動作する。図3の処理ブ
ロック317で示したように選択されたスクリーン点の
ワールド座標を戻す代わりに、図4の変形フローチャー
トではワールド座標は出力リスト(OUTLIST)に
配置される。
うに、複数のオーバレイ点を収容するように変形するこ
とができる。図4のサブルーチンは図3のフローチャー
トにおける同じブロックに対して説明したのと同様にブ
ロック301〜309を通して動作する。図3の処理ブ
ロック317で示したように選択されたスクリーン点の
ワールド座標を戻す代わりに、図4の変形フローチャー
トではワールド座標は出力リスト(OUTLIST)に
配置される。
【0033】全ての記憶格納されたワールド座標点が既
に説明したように判定ブロック311においてIとNと
の等式により示される判定処理されると、サブルーチン
は、判定ブロック403で、出力リスト(OUTLIS
T)が空きであるか否かをチェックする。
に説明したように判定ブロック311においてIとNと
の等式により示される判定処理されると、サブルーチン
は、判定ブロック403で、出力リスト(OUTLIS
T)が空きであるか否かをチェックする。
【0034】OUTLISTが空きのときはターミナル
ブロック315の異常終了が既に説明したようになされ
る。OUTLISTが空でない時は、OUTLISTの
ワールド座標は出力ブロック405で表示される。
ブロック315の異常終了が既に説明したようになされ
る。OUTLISTが空でない時は、OUTLISTの
ワールド座標は出力ブロック405で表示される。
【0035】次に、ユーザは、カーソルまたはライトペ
ン、または同様のデバイスにより、所望の組のワールド
座標を選択することができる。
ン、または同様のデバイスにより、所望の組のワールド
座標を選択することができる。
【0036】出力ブロック405は、ワールド座標点を
ソートするステップを含むことができ、このステップは
上から順に座標点をリストするようにZ座標の下降値に
より、または下から順に座標点をリストするようにZ座
標の上昇値によりソートして、どの組のワールド座標を
選択すべきかを決定する際にユーザを補助するためにな
される。これらの点は、変換されたZt座標により、好
みに応じて、オブザーバに最も近い点を自動的に選択す
るようにソートすることができる。
ソートするステップを含むことができ、このステップは
上から順に座標点をリストするようにZ座標の下降値に
より、または下から順に座標点をリストするようにZ座
標の上昇値によりソートして、どの組のワールド座標を
選択すべきかを決定する際にユーザを補助するためにな
される。これらの点は、変換されたZt座標により、好
みに応じて、オブザーバに最も近い点を自動的に選択す
るようにソートすることができる。
【0037】カーソルによる点の選択は引用した上記特
許明細書に示されている。
許明細書に示されている。
【0038】この相関手法は3次元形状のエッジまたは
面の選択にも適用することができる。即ち、カーソルま
たは選択デバイスに最も近い2次元ラインセグメントが
決定され、また対応する3次元エッジ(または面)を定
める3次元点の対(または組)が決定される。
面の選択にも適用することができる。即ち、カーソルま
たは選択デバイスに最も近い2次元ラインセグメントが
決定され、また対応する3次元エッジ(または面)を定
める3次元点の対(または組)が決定される。
【0039】処理ブロック307によるワールド座標の
スクリーン座標への変換は技術的によく知られた幾つか
の方法で実施できる。
スクリーン座標への変換は技術的によく知られた幾つか
の方法で実施できる。
【0040】3次元対象の点を2次元表示座標に変換す
るよく知られた式は、
るよく知られた式は、
【数1】 で与えられる。但し、Xe,Ye,Zeはアイポイント
の座標であり、Xi,Yi,Ziは表示されるべき対象
のi番目の点の座標であり、Ui,Viは2次元表示に
おけるi番目の点の座標であり、Kは適切なスケーリン
グ・ファクタである。
の座標であり、Xi,Yi,Ziは表示されるべき対象
のi番目の点の座標であり、Ui,Viは2次元表示に
おけるi番目の点の座標であり、Kは適切なスケーリン
グ・ファクタである。
【0041】ワールド座標系の対象をスクリーン座標系
表示に変換する改良された、またより好適な方法はより
柔軟であり、幾つかの利点を有している。次にこれにつ
いて説明する。
表示に変換する改良された、またより好適な方法はより
柔軟であり、幾つかの利点を有している。次にこれにつ
いて説明する。
【0042】図1に示したワールド座標の対象を定める
3次元点Xi,Yi,Ziは、
3次元点Xi,Yi,Ziは、
【数2】 により与えられる並進マトリクスTvによりビューポイ
ントXv,Yv,Zvに移行される。
ントXv,Yv,Zvに移行される。
【0043】アイポイントXe,Ye,Zeのワールド
座標は、 X′=Xe−Xv, Y′=Ye−Yv, Z′=Ze−Zv により変換される。
座標は、 X′=Xe−Xv, Y′=Ye−Yv, Z′=Ze−Zv により変換される。
【0044】α=arctan(−X′/Y′)とする
と、変換されたアイポイントは、
と、変換されたアイポイントは、
【数3】 により与えられる変換マトリクスTzによりX−Z平面
に回転される。
に回転される。
【0045】
【数4】 を用いると、変換されたアイポイントは、
【数5】 により与えられるマトリクスTyによる乗算によりZ軸
に回転される。
に回転される。
【0046】Xi,Yi,(Zi+1)値に(後者はワ
ールドZ軸に沿うベクトルを表わす)マトリクスTv,
Tz,Tyを乗ずるとX″,Y″,Z″が得られる。こ
れは表示中の上方向をワールド系の上方向に対応させる
ものである。即ち、 |Xi Yi Zi+1 1|×Tv×Tz×Ty=|
X″ Y″ Z″ 1| となる。
ールドZ軸に沿うベクトルを表わす)マトリクスTv,
Tz,Tyを乗ずるとX″,Y″,Z″が得られる。こ
れは表示中の上方向をワールド系の上方向に対応させる
ものである。即ち、 |Xi Yi Zi+1 1|×Tv×Tz×Ty=|
X″ Y″ Z″ 1| となる。
【0047】γ=arctan(X″/Y″)とする
と、変換されたZ軸をスクリーン垂直軸に回転させるマ
トリクスTrは、
と、変換されたZ軸をスクリーン垂直軸に回転させるマ
トリクスTrは、
【数6】 により与えられる。
【0048】右手から左手への座標系の変換は、Z軸に
対して正しく3次元対象を表示するために
対して正しく3次元対象を表示するために
【数7】 により与えられるマトリクスTcにより実施される。
【0049】X″,Y″,Z″座標に最後の2つのマト
リクスを乗ずることにより、Xt,Yt,Ztが得ら
れ、即ち、 |X″ Y″ Z″ 1|×Tr×Tc=|Xt Yt
Zt 1| となる。
リクスを乗ずることにより、Xt,Yt,Ztが得ら
れ、即ち、 |X″ Y″ Z″ 1|×Tr×Tc=|Xt Yt
Zt 1| となる。
【0050】このようにして得られた値を用いると、ス
クリーン座標は透視法、 U=Xt/[1+(Zt/d)] V=Yt/[1+(Zt/d)] により見出される。但し、dはワールド座標系における
アイポイントからビューポイントへの距離、即ち、
クリーン座標は透視法、 U=Xt/[1+(Zt/d)] V=Yt/[1+(Zt/d)] により見出される。但し、dはワールド座標系における
アイポイントからビューポイントへの距離、即ち、
【数8】 により与えられる図1のPeからPvへの距離である。
【0051】この方法は、Michael E.Mor
tenson,GeometricModelling
(New York:John Willy & So
ns,1985)pp.512〜532に示されてい
る。
tenson,GeometricModelling
(New York:John Willy & So
ns,1985)pp.512〜532に示されてい
る。
【0052】
【発明の効果】本発明は2次元グラフィック・ディスプ
レイにおいて3次元点の指定を可能にする。
レイにおいて3次元点の指定を可能にする。
【図1】表示される立体および形状を含む3次元ワール
ド座標系の幾何学的投影図である。
ド座標系の幾何学的投影図である。
【図2】ワールド座標系で見た直方体の軸測投影図であ
る。
る。
【図3】本発明を示すフローチャート図である。
【図4】本発明の変形例を示すフローチャート図であ
る。
る。
11 直方体 21,23 頂点 P1,P2 直方体の頂点 Pv13 ビューポイント Pe15 アイポイント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフェリ・アラン・ハイケ アメリカ合衆国 コロラド州 ボウルダ ノース ストリート 838 (72)発明者 マーチン・クリストファ・ラセレス アメリカ合衆国 コロラド州 ボウルダ フィフティーンス ストリート 3000 (72)発明者 ステファン・ポール・シャーマン アメリカ合衆国 コロラド州 ボウルダ バレイ ビスタ レーン 169 (72)発明者 マイケル・(エヌ・エム・アイ)・ウォン グ アメリカ合衆国 コロラド州 ロングモン ト ウェジ コート 3924
Claims (5)
- 【請求項1】2次元ディスプレイ・スクリーン上の点を
選択するステップと、 前記ディスプレイ・スクリーンに対する選択された点の
2次元座標を決定するステップと、 表示された点を表す記憶された一連の3次元座標を前記
ディスプレイ・スクリーンに対する2次元座標に変換す
るステップと、 前記決定された2次元座標を前記変換された一連の2次
元座標の各々と比較することを、変換後の2次元座標で
あって前記決定された2次元座標と一致するものが見つ
かるまで繰り返すステップと、 前記ディスプレイ・スクリーン上の選択された2次元点
に対応する3次元座標を指定するステップとを含む2次
元グラフィック・ディスプレイにおける3次元点の指定
方法。 - 【請求項2】前記比較ステップの後に、前記比較ステッ
プにおける一致に対応する3次元座標の組をリストの形
で記憶するステップを含み、 更に前記指定するステップは、全ての記憶された3次元
点が変換され比較されたときのリストを表示するステッ
プを含む請求項1記載の方法。 - 【請求項3】前記表示するステップの前に、ビューイン
グ軸に沿う値に従って前記リスト中の3次元座標の組を
選別するステップを前記指定するステップに含む請求項
2記載の方法。 - 【請求項4】表示された点の選択を制御する第1手段
と、 表示面に対する表示点の2次元座標の決定を制御する第
2手段と、 表示された点に対応する記憶された一連の3次元座標の
表示面に対する2次元座標への変換を制御する第3手段
と、 前記第2手段により決定された座標と前記第3手段によ
り変換された座標との比較を制御する第4手段と、 前記第1手段により選択された表示点に対応する3次元
座標の指定を、指定されるべき座標は前記第4手段にお
ける比較の結果一致したものとして制御する第5手段と
を備える2次元グラフィック・ディスプレイにおける3
次元点の指定装置。 - 【請求項5】前記第5手段は、 前記第4手段における同一性をもたらす比較に対応する
3次元座標のリスト内の記憶を制御する第6手段と、 前記リストの表示を制御する第7手段とを有する請求項
4記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/492,520 US5129054A (en) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | Specifying 3d reference points in 2d graphic displays |
| US492520 | 1990-03-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0773344A true JPH0773344A (ja) | 1995-03-17 |
| JP2559910B2 JP2559910B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=23956592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3035329A Expired - Fee Related JP2559910B2 (ja) | 1990-03-12 | 1991-02-05 | 2次元グラフィック・ディスプレイにおける3次元点の指定方法及び装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5129054A (ja) |
| EP (1) | EP0447343A3 (ja) |
| JP (1) | JP2559910B2 (ja) |
| KR (1) | KR960013365B1 (ja) |
| CN (1) | CN1046359C (ja) |
| BR (1) | BR9100885A (ja) |
| CA (1) | CA2036273C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2014146330A (ja) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Boeing Co | モデルビューアを使用した複合システムの要素のパノラマ的な視覚化 |
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-
1990
- 1990-03-12 US US07/492,520 patent/US5129054A/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-02-05 JP JP3035329A patent/JP2559910B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-12 CN CN91100930A patent/CN1046359C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-12 KR KR1019910002318A patent/KR960013365B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-13 CA CA002036273A patent/CA2036273C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-21 EP EP19910480027 patent/EP0447343A3/en not_active Withdrawn
- 1991-03-05 BR BR919100885A patent/BR9100885A/pt unknown
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| EP0447343A3 (en) | 1993-04-07 |
| CA2036273A1 (en) | 1991-09-13 |
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| CN1055439A (zh) | 1991-10-16 |
| BR9100885A (pt) | 1991-11-05 |
| CA2036273C (en) | 1996-06-04 |
| JP2559910B2 (ja) | 1996-12-04 |
| KR910017318A (ko) | 1991-11-05 |
| KR960013365B1 (ko) | 1996-10-04 |
| US5129054A (en) | 1992-07-07 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |