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JPH0766309B2 - How to display points on a three-dimensional figure - Google Patents

How to display points on a three-dimensional figure

Info

Publication number
JPH0766309B2
JPH0766309B2 JP57078269A JP7826982A JPH0766309B2 JP H0766309 B2 JPH0766309 B2 JP H0766309B2 JP 57078269 A JP57078269 A JP 57078269A JP 7826982 A JP7826982 A JP 7826982A JP H0766309 B2 JPH0766309 B2 JP H0766309B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dimensional
display
point
coordinates
points
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57078269A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58195977A (en
Inventor
千里 金野
誠 轡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP57078269A priority Critical patent/JPH0766309B2/en
Publication of JPS58195977A publication Critical patent/JPS58195977A/en
Publication of JPH0766309B2 publication Critical patent/JPH0766309B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Digital Computer Display Output (AREA)
  • Image Generation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は計算機内に定義された三次元曲線曲面の操作に
好適な三次元座標点の表示方法に関する。
The present invention relates to a method of displaying three-dimensional coordinate points suitable for operating a three-dimensional curved surface defined in a computer.

対話型の図形処理システムにおいて、オペレータはグラ
フィックディスプレイの画面に計算機内に定義された図
形を表示し、それを見ながら既定義図形の操作や新たな
図形の定義を行なってゆく。その際に座標入力が不可欠
となる。
In an interactive graphic processing system, an operator displays a graphic defined in a computer on a screen of a graphic display, and while watching it, operates a defined graphic or defines a new graphic. In that case, coordinate input becomes indispensable.

座標入力方式には、座標値を直接数値でキーボード等に
より入力する方法と、図形処理システムの有するグラフ
ィックディスプレイや座標入力装置(タブレットやダイ
ヤルなど)を用いる方法とがある。
The coordinate input method includes a method of directly inputting coordinate values by a keyboard or the like, and a method of using a graphic display and a coordinate input device (tablet, dial, etc.) included in the graphic processing system.

直接数値を入力する方法は、予め数値が判っている場合
には有効であるが、計算機内に生成された曲線や曲面上
の点や、計算機に入力する設計図面には表示されていな
い点を入力するには、多大な机上計算を有するが、後述
するように不可能な場合が生じる。
The method of directly inputting the numerical value is effective when the numerical value is known in advance, but it is necessary to check the points on the curve or curved surface generated in the computer or the points that are not displayed in the design drawing input to the computer. Although it takes a lot of desk calculation to input, there are cases where it is impossible as described later.

対話型図形処理においては、グラフィックディスプレイ
と座標入力装置を用いる座標入力方法をいかに利用する
かが非常に重要となる。従来行なわれきた2方法を以下
に説明する。
In interactive graphic processing, how to use a coordinate input method using a graphic display and a coordinate input device is very important. The two conventional methods will be described below.

従来方法の第1を、第1図と第2図に示す。第1図は二
次元空間での平面上の点の指示方法を示し、第2図は三
次元空間での平面上の点の指示方法を示す。まず、計算
機内の座標空間内の平面(4と5)とディスプレイ画面
1を対応させ、かつ座標入力装置の入力エリア2とディ
スプレイ画面1を対応させる。オペレータは座標入力装
置のカーソルかペン(もしくはダイヤル)を動かし、そ
の指示点6のローカルエコー7を画面1上に表示し、そ
れを見ながら所望の位置にペンを動かした後に、ペンを
押下することにより、座標を計算機に入力する。入力点
はディスプレイ面1上のローカルエコー7に対応する点
8である。
The first conventional method is shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows a method for designating points on a plane in a two-dimensional space, and FIG. 2 shows a method for designating points on a plane in a three-dimensional space. First, the planes (4 and 5) in the coordinate space in the computer are associated with the display screen 1, and the input area 2 of the coordinate input device is associated with the display screen 1. The operator moves the cursor or pen (or dial) of the coordinate input device to display the local echo 7 of the pointing point 6 on the screen 1, moves the pen to a desired position while watching it, and then depresses the pen. By doing so, the coordinates are input to the computer. The input point is the point 8 corresponding to the local echo 7 on the display surface 1.

これらの方法では、入力方法が本質的に二次元であるた
め、平面上にのらない曲線、曲面上の点指定は不可能で
あるという欠点があった。
In these methods, since the input method is essentially two-dimensional, there is a drawback that it is impossible to specify a curve that does not lie on a plane or a point on a curved surface.

本発明の目的は、二次元グラフィックディスプレイを用
いて構成される対話型図形処理システムにおいて、計算
機内に定義された三次元曲線曲面上の、所望の点の入力
を可能とする表示方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a display method capable of inputting a desired point on a three-dimensional curved curved surface defined in a computer in an interactive graphic processing system configured by using a two-dimensional graphic display. Especially.

本発明においては、計算機内部に定義される曲面が、仮
想的な二次元正方形領域(以下UV領域と称する)を所定
の関係で写像変換することにより得られることを利用す
る。すなわち、計算機内に記憶された三次元曲面は、あ
る射影平面に射影され、射影平面内の図形を表示画面に
表示させる。この三次元曲面上の点を指示するときに
は、座標入力装置(もしくはその固定領域)上の指示点
座標をそのUV領域内の座標に変換する。
In the present invention, it is utilized that the curved surface defined inside the computer is obtained by mapping the virtual two-dimensional square area (hereinafter referred to as UV area) with a predetermined relationship. That is, the three-dimensional curved surface stored in the computer is projected on a certain projection plane, and the graphic in the projection plane is displayed on the display screen. When designating a point on this three-dimensional curved surface, the designated point coordinates on the coordinate input device (or its fixed area) are converted into coordinates within the UV area.

さらに、U,V座標を前述の写像関係を用いて三次元曲面
上の点に変換する。さらにこの変更後の点を前述の射影
平面上に射影し、この射影された点位置に対応する表示
位置に、例えば前述の第1〜2図に示された+などのあ
らかじめ定められた固定パターンを発生したり、後述の
第5〜6図に示されたようなパターンを発生し、これを
ローカルエコーとして表示させる。
Further, the U and V coordinates are converted into points on the three-dimensional curved surface by using the above-mentioned mapping relation. Further, the changed point is projected on the above-mentioned projection plane, and a predetermined fixed pattern such as + shown in FIGS. 1 and 2 is displayed at the display position corresponding to the projected point position. Or a pattern as shown in FIGS. 5 and 6 described later is generated, and this is displayed as a local echo.

以下、本発明の一実施例を第3図と第4図により説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 3 and 4.

第3図は本発明の構成例を示している。本図において、
計算機(以下CPUという)12は、キーボード(図示せ
ず)や座標入力装置2(以下タブレットとする)等の入
力機器からのデータの入力および制御、またオペーレー
タのコマンドに従って曲線や曲面等の図形を作成して記
憶すると共に、ディスプレイ画面100にそれらの図の出
力表示を行ない、13はタイマで、座標入力装置2等の周
期的にデータを入力する必要のある装置からの入力周期
をCPU12に与える。座標入力装置2は、CPU12の入力要求
により、その時点でのカーソル(もしくはペン)の位置
座標を信号線14を介してCPU12に転送する。この位置座
標は、タブレットに固有の2次元データでここでは(X,
Y)と表記する。変換器15は、本発明の中心をなすもの
で、CPU12より信号線19を経て与えられる二次元データ
(U,V)を三次元座標(x,y,z)へ変換するようにあらか
じめプログラムされたマイクロコンピュータからなる。
その変換条件データは、信号線16を介してCPU12より与
えられる。変換器17は、CPU12から与えられる三次元座
標点データ(x,y,z)を、それを指定された射影面上の
座標(x1,y1)に射影変換し、更にディスプレイ装置1
に固有なディスプレイ座標(x2,y2)に変換し、ディス
プレイ1に信号線40を経て出力する。ここで射影面を指
定するデータは信号線18を経て、CPU12より与えられ
る。また変換器17は変換器15から入力された座標(x,y,
z)に対しては、この点に対応する第4図のディスプレ
イ画面100上の点に中心を有するローカルエコーマーク
を表示するための複数の座標点(x2,y2)を発生する。
変換器17はこのような動作をするようにあらかじめプロ
グラムされたマイクロコンピュータからなる。
FIG. 3 shows a configuration example of the present invention. In this figure,
A computer (hereinafter referred to as CPU) 12 inputs and controls data from an input device such as a keyboard (not shown) and a coordinate input device 2 (hereinafter referred to as a tablet), and also forms a curve or curved surface according to an operator command. Along with the creation and storage, the output of those figures is displayed on the display screen 100, and 13 is a timer, which gives the CPU 12 an input cycle from a device such as the coordinate input device 2 which needs to periodically input data. . The coordinate input device 2 transfers the position coordinates of the cursor (or pen) at that time to the CPU 12 via the signal line 14 in response to an input request from the CPU 12. These position coordinates are two-dimensional data unique to the tablet, and here (X,
It is written as Y). The converter 15, which is the core of the present invention, is preprogrammed to convert the two-dimensional data (U, V) given from the CPU 12 via the signal line 19 into three-dimensional coordinates (x, y, z). It consists of a microcomputer.
The conversion condition data is given from the CPU 12 via the signal line 16. The converter 17 projectively converts the three-dimensional coordinate point data (x, y, z) given from the CPU 12 into coordinates (x 1 , y 1 ) on the designated projective plane, and further the display device 1
Is converted into display coordinates (x 2 , y 2 ) unique to the display 1 and output to the display 1 via the signal line 40. Here, the data designating the projection plane is given from the CPU 12 via the signal line 18. In addition, the converter 17 uses the coordinates (x, y,
For z), a plurality of coordinate points (x 2 , y 2 ) for displaying a local echo mark centered at a point on the display screen 100 of FIG. 4 corresponding to this point are generated.
The converter 17 comprises a microcomputer preprogrammed to perform such an operation.

次にその動作を説明する。Next, the operation will be described.

対話型図形処理システムにおいては、第4図に示すよう
に仮想的な三次元座標系3の座標(x,y,z)により曲面
図形(以下、曲面という)21の各点のデータが表わされ
ているが、その表示(のぞき窓)用としてグラフィック
ディスプレイ1が用意されており、その曲面21のある部
分をディスプレイ画面100に切り出して、それを見なが
ら、逐次設計作業を進めていく。三次元図形の場合に
は、ディスプレイ画面100が本質的に二次元であるた
め、射影面41を決め、その射影面41上に射影された像50
もしくはその一部を画面に図形42として表示することに
なる。
In the interactive graphic processing system, as shown in FIG. 4, the data of each point of the curved surface graphic (hereinafter referred to as curved surface) 21 is represented by the coordinates (x, y, z) of the virtual three-dimensional coordinate system 3. However, the graphic display 1 is prepared for the display (peep window), and a portion with the curved surface 21 is cut out on the display screen 100, and the design work is successively carried out while watching it. In the case of a three-dimensional figure, since the display screen 100 is essentially two-dimensional, the projection plane 41 is determined and the image 50 projected on the projection plane 41 is determined.
Alternatively, a part of it is displayed as a graphic 42 on the screen.

曲面21は、平行移動面、回転面あるいは自由曲面であ
れ、仮想的な正方形領域23から曲面21上への変換式で表
現される。この領域23は座標(U,V)で表わされる。変
換式は、その曲面の周囲曲線の式C1(U),C2(V),C3
(U),C4(V)と関数Fより規定される。すなわち、
曲面上の点(x,y,z)の位置ベクトルγとUV領域23上の
任意の点(u,v)との関係は次式で表わされる。
The curved surface 21, whether it is a parallel moving surface, a rotating surface or a free curved surface, is represented by a conversion formula from the virtual square area 23 to the curved surface 21. This area 23 is represented by coordinates (U, V). The conversion formula is the formula C 1 (U), C 2 (V), C 3 of the peripheral curve of the curved surface.
(U), C 4 (V) and the function F. That is,
The relationship between the position vector γ of the point (x, y, z) on the curved surface and the arbitrary point (u, v) on the UV region 23 is expressed by the following equation.

γ=F(C1(U),C2(V),C3(U),C4(V),U,V) ここで、C1〜C2は周囲曲線のベクトル表示であり、関数
Fは変換式のベクトル表示である。したがって、実際に
は、曲面21の各点の座標(x,y,z)は、次式で求められ
ることを示している。
γ = F (C 1 (U), C 2 (V), C 3 (U), C 4 (V), U, V) where C 1 to C 2 are vector representations of the surrounding curve and the function F is a vector expression of a conversion formula. Therefore, in reality, the coordinates (x, y, z) of each point on the curved surface 21 are obtained by the following equation.

x=FX(C1X(U),C2X(V),C3X(U),C4X(V),U,
V) y=FY(C1Y(U),C2Y(V),C3Y(U),C4Y(V),U,
V) z=FZ(C1Z(U),C22(V),C3Z(U),C4Z(V),U,
V) なお、U,V領域23内のu,v座標値は任意でよいが、如何で
は簡単化のために 0≦U≦1,0≦V≦1 とする。この変換式の特徴は、周囲曲線C1〜C2はU又は
Vの一つの関数であり、かつUV領域24の4つの周囲直線
すなわち、(i)V=0,0≦V≦1,(ii)U=1,0≦V≦
1,(iii)V=1,0≦U≦1,(iv)U=0,0≦V≦1上の
点がそれぞれ、曲面21の4つの周囲曲線C1〜C4上の点に
写像され、かつ、領域24内の点が図形21の内部の点に写
像されることである。
x = F X (C 1X (U), C 2X (V), C 3X (U), C 4X (V), U,
V) y = F Y (C 1Y (U), C 2Y (V), C 3Y (U), C 4Y (V), U,
V) z = F Z (C 1Z (U), C 22 (V), C 3Z (U), C 4Z (V), U,
V) The u and v coordinate values in the U and V areas 23 may be arbitrary, but for the sake of simplicity, 0 ≦ U ≦ 1 and 0 ≦ V ≦ 1 are set. The characteristic of this conversion formula is that the surrounding curves C 1 -C 2 are one function of U or V, and the four surrounding straight lines of the UV region 24, namely (i) V = 0,0 ≦ V ≦ 1, ( ii) U = 1,0 ≦ V ≦
1, (iii) V = 1,0 ≦ U ≦ 1, (iv) U = 0,0 ≦ V ≦ 1 points are mapped to points on the four peripheral curves C 1 to C 4 of the curved surface 21, respectively. And the points in the area 24 are mapped to the points inside the graphic 21.

すなわち、ベクトル表示では、 C1(U)=F(C1(U),C2(O),C3(U),C4(O),
U,O) C2(V)=F(C1(1),C2(V),C3(1),C4(V),
1,V) C3(U)=F(C1(U),C2(1),C3(U),C4(1),
U,1) C4(V)=F(C1(O),C2(V),C3(O),C4(V),
O,1) という関係が成立つ。逆にこれらの関係が満されるよう
に、C1(U)〜C4(V),Fが定められる。なお、曲面21
の形状とU,V領域24内の座標範囲を与えたとき、このよ
うなC1(U)〜C4(V),Fを求める方法は公知である。
このFはたとえば、曲面21が平行移動面、回転面等で
は、動かすもとになる曲線と移動量で表現され、自由曲
面では一般に広く流布しているBEZIR曲面、Bスプライ
ン曲面もしくはCOONS曲面などのための変換式で表現さ
れる。
That is, in vector display, C 1 (U) = F (C 1 (U), C 2 (O), C 3 (U), C 4 (O),
U, O) C 2 (V) = F (C 1 (1), C 2 (V), C 3 (1), C 4 (V),
1, V) C 3 (U) = F (C 1 (U), C 2 (1), C 3 (U), C 4 (1),
U, 1) C 4 (V) = F (C 1 (O), C 2 (V), C 3 (O), C 4 (V),
The relationship of O, 1) is established. On the contrary, C 1 (U) to C 4 (V), F are determined so that these relationships are satisfied. The curved surface 21
A method of obtaining such C 1 (U) to C 4 (V), F given the shape of the above and the coordinate range in the U, V region 24 is known.
For example, when the curved surface 21 is a parallel moving surface, a rotating surface, etc., this F is expressed by the curve and the movement amount from which it is moved. It is expressed by the conversion formula for.

以上の変換原理により任意の曲面21の座標データが発生
されるので、CPU12は、各曲面の座標データを記憶しな
いで複数の曲面の各々ごとに曲面の名称と、上述の曲線
式C1,C2,C3,C4と変換式Fを対にしてあらかじめ記憶し
ている。そして、一つの曲面を表示する必要が生じたと
き、その曲面に対する周期曲線式C1〜C4と変換式Fに基
づき、UV領域23の4つの周囲直線上の種々の点(U,V)
に対応する曲面21の4つの周囲曲線C1〜C4上の座標デー
タ(x,y,z)を発生するようにプログラムされている。
Since the coordinate data of the arbitrary curved surface 21 is generated by the above conversion principle, the CPU 12 does not store the coordinate data of each curved surface, the curved surface name for each of the plurality of curved surfaces, and the above-mentioned curve formulas C 1 and C. A pair of 2 , C 3 , C 4 and the conversion formula F is stored in advance. Then, when it becomes necessary to display one curved surface, various points (U, V) on the four surrounding straight lines in the UV region 23 are calculated based on the periodic curve formulas C 1 to C 4 and the conversion formula F for the curved surface.
Is programmed to generate coordinate data (x, y, z) on the four surrounding curves C 1 -C 4 of the curved surface 21 corresponding to

さて、計算機12内に定義された曲面21上の点の入力フロ
ーを述べる。オペレータはまず点入力を希望する曲面を
CPU12に報告する。その方法としては、例えば既定義の
曲面に名称付けを行なっておき、その名称をキーボード
(図示せず)もしくはそれに類するもので指令すればよ
い。
Now, the input flow of points on the curved surface 21 defined in the computer 12 will be described. The operator first selects the curved surface for which point input is desired.
Report to CPU12. As a method, for example, a predefined curved surface may be named, and the name may be designated by a keyboard (not shown) or the like.

CPU12は、信号線16を経て変換器15に指示された曲面の
周囲曲線式C1(U),C2(V),C3(U),C4(U)と変
換式Fを設定する。ついでCPU12は、信号線18を経て変
換器17に、三次元空間内の座標点(x,y,z)から対応す
るディスプレイ画面1上の二次元座標(x2,y2)を生成
するのに必要な、あらかじめ記憶したデータを設定す
る。このデータは、射影面41を定義するための、射影面
上の一点Pと射影面の法線ベクトルUと、これらの情報
に基づき点(x,y,z)を射影面41上の点(x1,y1)に変換
するための変換式G1(すなわち、G1(X,Y,Z,P,U)によ
りx1,y1を与えるもの)と、射影面41上の点(x1,y1)を
ディスプレイ画面上の点座標(x2,y2)に変換するため
の変換式G2(すなわち、G2(x1,y1)によりx2,y2を与え
るもの)とからなる。変換式G2は射影面41上の画像23の
一部を拡大したり、あるいは全体を縮少してディスプレ
イ画面1に表示するために用いられる。
The CPU 12 sets the peripheral curve formulas C 1 (U), C 2 (V), C 3 (U), C 4 (U) and the conversion formula F indicated by the converter 15 via the signal line 16. . Next, the CPU 12 generates two-dimensional coordinates (x 2 , y 2 ) on the display screen 1 from the coordinate point (x, y, z) in the three-dimensional space in the converter 17 via the signal line 18. Set the pre-stored data required for. This data includes a point P on the projection plane 41 for defining the projection plane 41, a normal vector U of the projection plane, and a point (x, y, z) on the projection plane 41 based on these information ( x 1 , y 1 ) conversion formula G 1 (that is, G 1 (X, Y, Z, P, U) gives x 1 , y 1 ) and a point on the projection plane 41 ( A conversion formula G 2 (that is, G 2 (x 1 , y 1 ) gives x 2 , y 2 by converting x 1 , y 1 ) to point coordinates (x 2 , y 2 ) on the display screen ) And. The conversion formula G 2 is used for enlarging a part of the image 23 on the projection plane 41 or reducing the whole image and displaying it on the display screen 1.

この後CPU12は、指定された曲面上に対応する周囲曲線
式C1〜C4と関数Fに基づき、UV領域23の4つの周囲上の
種々の点に対応する曲面21の4つの周囲C1〜C4上の点の
座標(x,y,z)を発生し、線30を介して変換器17に送出
する。
After that, the CPU 12 uses the peripheral curve equations C 1 to C 4 corresponding to the specified curved surface and the function F to determine the four perimeters C 1 of the curved surface 21 corresponding to various points on the four perimeters of the UV region 23. Generate the coordinates (x, y, z) of the point on ~ C 4 and send it to the transducer 17 via line 30.

変換器17は、線18を介して先に入力されたデータP,U,G
に基づき、入力された種々の点の座標(x,y,z)を対応
する射影面41上の座標(x1,y1)に変換し、さらにこれ
をデータG2を用いて対応するディスプレイ画面上100上
の点の座標(x2,y2)を発生し、グラフィックディスプ
レイ1に送出する。グラフィックディスプレイ1は、入
力された種々の座標点(x2,y2)の各々に応答して、各
点の表示を行う。こうして画面100上に4つの周囲曲線
からなる図形42が表示される。
The converter 17 uses the data P, U, G previously input via the line 18.
Based on the above, the coordinates (x, y, z) of various input points are converted into the coordinates (x 1 , y 1 ) on the corresponding projection plane 41, and this is further converted using the data G 2 for the corresponding display. The coordinates (x 2 , y 2 ) of a point on the screen 100 are generated and sent to the graphic display 1. The graphic display 1 displays each point in response to each of the input various coordinate points (x 2 , y 2 ). In this way, the graphic 42 consisting of four surrounding curves is displayed on the screen 100.

CPU12は、タブレット12上のあらかじめきめられた領域2
6の内部に対する座標値(X,Y)をUV領域23内の座標(U,
V)に変換するようにプログラムされている。したがっ
て、たとえば、このエリア26内の点6にカーソル(図示
せず)が存在する場合、信号線14によりCPU12に取り込
まれた点6の(X,Y)は、点24の座標(U,V)に変換され
る。ついでこの座標(U,V)は、信号線19により変換器1
5に与えられ、曲面上の三次元座標(x,y,z)に変換され
る。例えば、第4図の点24が点25に変換される。このた
めに、変換器15は、あらかじめ入力されている曲線C1
C4と関数Fで表わされる前述の関係式を利用して座標
(U,V)を座標(U,V)を座標(x,y,z)に変換するよう
にあらかじめプログラムされている。次にこの三次元座
標(x,y,z)は信号線20により変換器17に与えられ、変
換器17において、先に入力されたデータP,U,G1,G2によ
り線30から入力されたデータ(x,y,z)に対するのと同
じようにしてディスプレイ1上の座標データ(x2,y2
に変換される。変換器17はさらに、この座標(x2,y2
に中心を有するローカルエコーマークを表示するのに必
要な複数点の座標(x2,y2)を発生する。これらの複数
点の座標(x2,y2)が信号線40を経て、ディスプレイ1
に出力される。例えば、第4図の点25が点43に、更にそ
れが点7に示すローカルエコーとして表示される。
CPU12 is a pre-defined area 2 on the tablet 12
The coordinate values (X, Y) with respect to the inside of 6 are the coordinates (U,
V) is programmed to convert. Therefore, for example, when a cursor (not shown) is present at the point 6 in this area 26, the (X, Y) of the point 6 taken into the CPU 12 by the signal line 14 is the coordinates (U, V) of the point 24. ) Is converted to. Then, this coordinate (U, V) is converted by the signal line 19 into the converter 1
It is given to 5 and converted into three-dimensional coordinates (x, y, z) on the curved surface. For example, point 24 in FIG. 4 is converted to point 25. For this purpose, the converter 15 has a pre-entered curve C 1 ~
It is pre-programmed to convert coordinates (U, V) to coordinates (U, V) into coordinates (x, y, z) using the above-described relational expression represented by C 4 and function F. Next, the three-dimensional coordinates (x, y, z) are given to the converter 17 by the signal line 20, and in the converter 17, the data P, U, G 1 and G 2 previously inputted are inputted from the line 30. Coordinate data (x 2 , y 2 ) on the display 1 in the same way as for the generated data (x, y, z)
Is converted to. Transducer 17 also uses this coordinate (x 2 , y 2 )
Generate the coordinates (x 2 , y 2 ) of multiple points needed to display a local echo mark centered at. The coordinates (x 2 , y 2 ) of these multiple points pass through the signal line 40, and the display 1
Is output to. For example, the point 25 in FIG. 4 is displayed at the point 43 and further as the local echo shown at the point 7.

以上により、第4図において、オペレータはカーソルを
エリア26内で動かせば、カーソル指示点6のローカルエ
コーマーク7が指定された曲面42上をくまなく動き、曲
面42上の任意の点にカーソルを移動することが可能とな
る。したがってオペレータはカーソルを曲面42上の所望
の位置にディスプレイ両面100のローカルエコー7を見
ながら移動した後、カーソルにつくボタン(もしくはペ
ン)(図示せず)を押下すればCPU12は、そのときのカ
ーソル位置に対する(U,V)座標を入力座標として記憶
するか、あるいはこの座標(U,V)を前述の変換式Fに
基づき変換した座標(x,y,z)を入力座標として記憶す
る。こうして三次元点の入力を行うことができる。
As described above, in FIG. 4, if the operator moves the cursor within the area 26, the local echo mark 7 of the cursor pointing point 6 moves all over the designated curved surface 42 and moves the cursor to an arbitrary point on the curved surface 42. It is possible to move. Therefore, if the operator moves the cursor to a desired position on the curved surface 42 while watching the local echo 7 on both sides of the display 100, and then presses a button (or pen) (not shown) attached to the cursor, the CPU 12 The (U, V) coordinate with respect to the cursor position is stored as the input coordinate, or the coordinate (x, y, z) obtained by converting this coordinate (U, V) based on the conversion formula F is stored as the input coordinate. In this way, three-dimensional points can be input.

本実施例によれば、上で示したように定義済みの任意の
曲面上への入力手段を持つことにより、対話型図形処理
では必須とされる既定義データ、特に従来不可能だっタ
曲面上への直接の点入力が可能となる。
According to the present embodiment, as described above, by having the input means on the defined arbitrary curved surface, the defined data that is indispensable in the interactive graphic processing, especially on the curved surface which has been impossible in the past, can be obtained. It is possible to input points directly to.

次に、二次元のディスプレイ1を用いて表示する場合に
画面上の重なりを回避する方法について実施例を説明す
る。上記の方法により、曲面上をカーソルが動かせるこ
とが可能となるが、以上の方法では、射影面41上で重な
る曲21上の2点は、対応する二つのカール位置では、そ
れらのローカルエコーは全く同一位置に表示され、識別
が不可能である。本実施例では、第5図に示すように予
め設定されている値(これはあらかじめCPU12に記憶さ
れているか又はオペレータが値を指定する)例えば0.01
だけU又はV座標が入力点29からずれた周囲点30,31,3
2,33をCPU12が発生する。CPUは点29,30,31,32,33のU,V
座標を第3図の変換器15に与える。変換器15は、すでに
述べたと同じようにこれらの点に対する座標(x,y,z)
(これは全て指定された曲面21上にのっている)を生成
し、点29〜33に対する座標の順に変換器17に送出する。
変換器17は、入力された座標データをそれぞれディスプ
レイ上の点29′〜33′の座標(x2,y2)に変換するとと
もに、 点29′と周囲点30′〜33′とを結ぶ線分上の点の表示の
ためのデータを、これらの各直線が異なる表示状態に表
示されるように出力する。
Next, an example of a method for avoiding overlapping on the screen when displaying using the two-dimensional display 1 will be described. By the above method, it is possible to move the cursor on the curved surface. In the above method, the two points on the curve 21 that overlap on the projective surface 41 have their local echoes at the corresponding two curl positions. It is displayed in exactly the same position and cannot be identified. In this embodiment, a preset value as shown in FIG. 5 (this is stored in advance in the CPU 12 or the operator specifies the value), for example, 0.01
Only the U or V coordinates are deviated from the input point 29, surrounding points 30,31,3
CPU2 generates 2,33. CPU is 29,30,31,32,33 U, V
The coordinates are given to the converter 15 in FIG. Transducer 15 uses the coordinates (x, y, z) for these points as described above.
(This is all on the specified curved surface 21) and sends it to the converter 17 in the order of coordinates for the points 29-33.
The converter 17 converts the input coordinate data into the coordinates (x 2 , y 2 ) of the points 29 'to 33' on the display, respectively, and also connects the points 29 'to the surrounding points 30' to 33 '. The data for the display of points on the minute is output so that each of these lines is displayed in a different display state.

例えば、ディスプレイ1がカラータイプであれば、入力
点29′から各周囲点31′〜33′と結ぶ線分上の座標とそ
れぞれのデータを各線分ごとにかつ、点30′〜333′の
順にあらかじめ決められた色に表示するための色データ
を、各線分上の座標点に付随して出力する。ディスプレ
イ1が白黒タイプのときは線種等でこれを実現する。す
なわち点29′と周囲点31′〜33′を結ぶ線分をあらかじ
め定められた線種(実線、破線等)になるように複数の
点の座標(x2,y2)を出力する。
For example, if the display 1 is a color type, the coordinates on the line segment connecting the input point 29 'to the surrounding points 31' to 33 'and the respective data are provided for each line segment and in the order of the points 30' to 333 '. Color data for displaying in a predetermined color is output in association with the coordinate points on each line segment. When the display 1 is a black and white type, this is realized by a line type or the like. That is, the coordinates (x 2 , y 2 ) of a plurality of points are output so that the line segment connecting the point 29 ′ and the surrounding points 31 ′ to 33 ′ has a predetermined line type (solid line, broken line, etc.).

この方法によれば、第6図に示すように、曲面21上の2
点A,Bがディスプレイ100上の同一点に対応する場合で
も、点A,Bに対するカーソルエコーマーク40,41を形成す
る線分の向きが異なり、かつ各線分が異なった色配置で
表示されるので色の配置で、重なっている点A,Bのいず
れが表示されているかをオペレータが判定できる。この
カーソルのローカルエコー表示によれば、曲面上の凹凸
がそのローカルエコーカーソルの変形および変色によっ
て表現され、二次元ディスプレイでは表現できなかっ
た、曲面の重なり、および凹凸がオペレータに識別可能
となる。
According to this method, as shown in FIG.
Even when the points A and B correspond to the same point on the display 100, the directions of the line segments forming the cursor echo marks 40 and 41 with respect to the points A and B are different, and the line segments are displayed in different color arrangements. Therefore, the operator can determine which of the overlapping points A and B is displayed by the color arrangement. According to the local echo display of the cursor, the unevenness on the curved surface is expressed by the deformation and discoloration of the local echo cursor, and the overlapping of the curved surface and the unevenness, which cannot be expressed by the two-dimensional display, can be identified by the operator.

また、以上の本実施例では、座標入力装置から与えられ
るUVを共に可変としが、UもしくはVの一方を固定すれ
ば(これはタブレット2から入力された(X,Y)座標に
対する変換後のU,V座標の一方を、あらかじめ指定した
値に置換するよう、CPU12をプログラムしておく又はタ
ブレット2の代りに座標入力装置としてU,Vを個別に入
力するダイヤル等の入力装置を用い一方を固定したまま
他方のみを変化させれば容易に実現できる)、曲面上の
U固定、もしくはV固定の曲線上をカーソルが動くこと
ができ、特に曲面の周囲曲線上を動くことも可能であ
る。第7図において27,28は、UもしくはVを固定した
時のカーソルのローカルエコーの軌跡を示している。
Further, in the above-described present embodiment, both UV given from the coordinate input device are variable, but if either U or V is fixed (this is after conversion to the (X, Y) coordinates input from the tablet 2). Program the CPU 12 to replace one of the U and V coordinates with a previously specified value, or use an input device such as a dial for individually inputting U and V as the coordinate input device instead of the tablet 2 It can be easily realized by changing only the other while it is fixed), the cursor can move on a U-fixed or V-fixed curve on the curved surface, and in particular, it can also move on the peripheral curve of the curved surface. In FIG. 7, 27 and 28 show the loci of the local echo of the cursor when U or V is fixed.

また、以上の本実施例は、曲面を対象にその上への点の
入力方法について説明したが、三次元曲線に対してもそ
れが仮想的線分(以下Uと称する)とそこから曲線上へ
の変換式で表現されることに着目すれば、上述の方法と
全く同様に、即ち、タブレット2から入力された(X,
Y)座標の内の一方をU座標に変換することにより、カ
ーソルが曲線上の動くようにでき、曲線上への所望の点
入力が可能となる。第8図はその時のカーソルのローカ
ルエコーの動きを示している。
Further, although the present embodiment has been described with respect to a curved surface as an input method of points on the curved surface, it is a virtual line segment (hereinafter referred to as U) and a curved line from there on a three-dimensional curve. Paying attention to the fact that it is expressed by the conversion formula to, the input is exactly the same as the above method, that is, (X,
By converting one of the Y) coordinates to the U coordinate, the cursor can be moved on the curve, and a desired point can be input on the curve. FIG. 8 shows the movement of the local echo of the cursor at that time.

本実施例で説明した方式は簡単で少量のハードウェアで
実現可能であり、その場合、CPUへの負荷は従来と変わ
らないという利点がある。また、変換器18は、通常の図
形出力にも併用することができ、これによりCPU12の負
荷を軽減し、かつ高速に三次元図形を表示しうる効果も
ある。しかし、変換器15,17の処理をすべてCPU12におい
て実施させることも可能である。
The method described in the present embodiment is simple and can be realized with a small amount of hardware, and in that case, there is an advantage that the load on the CPU is not different from the conventional one. In addition, the converter 18 can be used in combination with normal figure output, which has the effect of reducing the load on the CPU 12 and displaying a three-dimensional figure at high speed. However, it is also possible to have the CPU 12 carry out all the processing of the converters 15 and 17.

以上述べたように本発明によれば、座標入力装置上のカ
ーソルを指定した三次元曲線、曲面上に拘束し、そのカ
ーソルの動的なローカルエコーを表示させることによ
り、従来不可能であった曲線、曲面上への正確な直線の
点入力が可能になる効果がある。
As described above, according to the present invention, the cursor on the coordinate input device is constrained on the designated three-dimensional curve or curved surface, and the dynamic local echo of the cursor is displayed, which is conventionally impossible. There is an effect that it becomes possible to input an accurate straight line point on a curve or curved surface.

また、二次元ディスプレイ上では重なって表示される図
形・曲面に対しても望んだ図形・曲面側に点を入力で
き、二次元の入出力装置のみを用いて、三次元的な入力
を可能とする効果がある。
In addition, it is possible to input a point on the desired figure / curved surface side even for figures / curved surfaces that are displayed overlapping on a two-dimensional display, enabling three-dimensional input using only a two-dimensional input / output device. Has the effect of

更に、従来は希望する三次元座標を入力するにはXYZの
3パラメタを指定する必要があったのに比べ、本発明に
よれば2パラメタUVを入力するだけで充分であり、しか
も座標入力装置を用いれば一点入力で良く、入力工数は
2/3以下になる。これを対話型装置で実現した場合、コ
マンド数は半減する。
Further, according to the present invention, it is sufficient to input the two-parameter UV in comparison with the conventional case where the three parameters of XYZ have to be designated in order to input the desired three-dimensional coordinates. If you use
Less than 2/3. If this is realized by an interactive device, the number of commands will be halved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、従来の座標入力装置とディスプレイと座標系
の対応概念を表わした二次元での関係図であり、第2図
はその三次元での関係図である。第3図は、本発明の一
実施例の構成図で、第4図はその際の座標入力装置とデ
ィスプレイと座標系の対応関係図である。第5図は本発
明で利用するカーソルのローカルエコーの表示方法の説
明図である。第6図は、本発明のローカルエコーの表示
例図である。第7図は、本発明の三次元曲面への利用例
の表示図であり、第8図は曲線への利用例の表示図であ
る。 1……グラフィックディスプレイ 2……タブレット 12……計算機 15……UV座標から三次元曲面上の(x,y,z)座標への変
換器 17……(x,y,z)座標から、射影面(x1,y1)およびディ
スプレイ両面(x2,y2)への変換器 100……グラフィックディスプレイ1の表示画面
FIG. 1 is a two-dimensional relationship diagram showing the conventional concept of correspondence between a coordinate input device, a display and a coordinate system, and FIG. 2 is a three-dimensional relationship diagram thereof. FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a correspondence diagram of the coordinate input device, the display and the coordinate system at that time. FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for displaying a local echo of a cursor used in the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a display example of the local echo of the present invention. FIG. 7 is a display diagram of an application example of the present invention to a three-dimensional curved surface, and FIG. 8 is a display diagram of an application example to a curved line. 1 …… Graphic display 2 …… Tablet 12 …… Computer 15 …… Converter from UV coordinates to (x, y, z) coordinates on a three-dimensional curved surface 17 …… Projection from (x, y, z) coordinates Surface (x 1 , y 1 ) and display both sides (x 2 , y 2 ) converter 100 …… Display screen of graphic display 1

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定の3次元空間に位置する3次元曲面を
表す第1の図形データであって、該3次元曲面上の点の
座標を、予め定めた2次元の基準領域内のいずれかの対
応する点の座標の関数により表すものを、第1の変換式
を用いて変換して、該3次元空間内に位置する平面に該
3次元曲面を射影して得られる2次元の射影図形を表す
第2の図形データを生成し、 生成された第2の図形データを第2の変換式により変換
して、該2次元の射影図形を表示装置上の2次元表示画
面に表示するための2次元の表示図形を表す第3の図形
データを生成し、 該第3の図形データに基づいて、該2次元の表示図形を
該表示画面に表示し、 上記基準領域内のいずれかの点の座標を入力し、 該基準領域内の点の座標と該曲面上の対応する点の座標
との間の予め定められた関係式と該入力された点の座標
とに基づいて、該入力された点に対応する、上記3次元
曲面上の点の座標を決定し、 該3次元曲面上の点の座標と上記第1、第2の変換式と
に基づいて、該3次元曲面上の点を表示すべき、上記2
次元表示画面内の表示装置を決定し、 上記表示された2次元の表示図形を重畳して、該決定さ
れた表示位置に入力位置を示すためのパターンを発生
し、 該パターンを上記表示位置に表示する3次元図形上の点
の表示方法。
1. First graphic data representing a three-dimensional curved surface located in a predetermined three-dimensional space, wherein the coordinates of a point on the three-dimensional curved surface are either within a predetermined two-dimensional reference area. A two-dimensional projective figure obtained by transforming what is represented by the function of the coordinates of the corresponding points of 1 using the first transformation formula and projecting the 3D curved surface onto a plane located in the 3D space. For generating the second graphic data representing the above, converting the generated second graphic data by the second conversion equation, and displaying the two-dimensional projected graphic on the two-dimensional display screen on the display device. Third graphic data representing a two-dimensional display graphic is generated, the two-dimensional display graphic is displayed on the display screen based on the third graphic data, and any one of the points in the reference area is displayed. Enter the coordinates between the coordinates of the point in the reference area and the coordinates of the corresponding point on the curved surface. The coordinates of the point on the three-dimensional curved surface corresponding to the input point are determined based on a predetermined relational expression and the coordinates of the input point, and the coordinates of the point on the three-dimensional curved surface are determined. And the point on the three-dimensional curved surface should be displayed based on
A display device in the three-dimensional display screen is determined, the displayed two-dimensional display figure is superimposed, a pattern for indicating an input position is generated at the determined display position, and the pattern is displayed at the display position. How to display points on a three-dimensional figure to be displayed.
【請求項2】上記パターンはあらかじめ定められた固定
のパターンである請求項1記載の3次元図形上の点の表
示方法。
2. The method for displaying dots on a three-dimensional figure according to claim 1, wherein the pattern is a fixed pattern that is determined in advance.
【請求項3】上記パターンを発生する処理は、 上記基準領域内の入力された点に対して所定の位置関係
にある、複数の近傍の点の座標を決定する処理と、 該入力された点の座標と上記3次元曲面上の対応する点
の座標との間の上記関係式と該複数の近傍の点の座標と
に基づいて、該複数の近傍の点に対応する上記3次元曲
面上の複数の点の座標を決定する処理と、 該3次元曲面上の複数の点の座標と上記第1、第2の変
換式とに基づいて、上記2次元表示画面内の複数の表示
位置を決定する処理と、上記複数の表示位置と、上記入
力された点に対して決定された表示位置とを連結するパ
ターンを発生する処理とからなる請求項1記載の3次元
図形上の点の表示方法。
3. The process of generating the pattern includes a process of determining coordinates of a plurality of neighboring points having a predetermined positional relationship with respect to an input point in the reference area, and the input point. On the three-dimensional curved surface corresponding to the plurality of neighboring points on the basis of the relational expression between the coordinates of and the coordinates of the corresponding points on the three-dimensional curved surface and the coordinates of the plurality of neighboring points. A process of determining the coordinates of a plurality of points and a plurality of display positions in the two-dimensional display screen based on the coordinates of the plurality of points on the three-dimensional curved surface and the first and second conversion equations. 2. The method for displaying a point on a three-dimensional figure according to claim 1, further comprising: a process of performing a pattern for connecting the plurality of display positions and the display position determined with respect to the input point. .
【請求項4】上記入力された点の表示位置と上記複数の
近傍の点の表示位置を連結する部分の表示を、上記複数
の近傍の点ごとに変える請求項3記載の3次元図形上の
点の表示方法。
4. A three-dimensional graphic according to claim 3, wherein the display of the portion connecting the input display positions of the points and the display positions of the plurality of neighboring points is changed for each of the plurality of neighboring points. How to display dots.
【請求項5】上記入力された点の表示位置と上記複数の
近傍の点の表示位置を連結する部分の色を、上記複数の
近傍の点ごとに変える請求項4記載の3次元図形上の点
の表示方法。
5. The three-dimensional graphic according to claim 4, wherein the color of a portion connecting the display position of the input point and the display positions of the plurality of neighboring points is changed for each of the plurality of neighboring points. How to display dots.
【請求項6】上記入力された点の表示位置と上記複数の
近傍の点の表示位置を連結する部分の線種を、上記複数
の近傍の点ごとに変える請求項4記載の3次元図形上の
点の表示方法。
6. The three-dimensional graphic according to claim 4, wherein the line type of a portion connecting the display position of the input point and the display positions of the plurality of neighboring points is changed for each of the plurality of neighboring points. How to display points.
【請求項7】上記複数の近傍の点は、上記入力された点
を中心に有する十字の端に位置する点である請求項3か
ら6のいずれか一項記載の3次元図形上の点の表示方
法。
7. The point on the three-dimensional figure according to claim 3, wherein the plurality of neighboring points are points located at ends of a cross having the input point as a center. Display method.
【請求項8】上記基準領域内のいずれかの点の座標を入
力する処理は、 座標入力装置上の所定の2次元の入力領域内のいずれか
の点の座標を入力する処理と、 該入力領域内の点の座標から、その入力に対応する、上
記基準領域内の対応する点を入力点として決定する処理
とからなる請求項1記載の3次元図形上の点の表示方
法。
8. The process of inputting the coordinates of any point in the reference region includes the process of inputting the coordinates of any point in a predetermined two-dimensional input region on the coordinate input device, and the inputting process. The method for displaying a point on a three-dimensional figure according to claim 1, further comprising: determining from the coordinates of the point in the area, a corresponding point in the reference area corresponding to the input as an input point.
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