NO855243L

NO855243L - APPARATUS FOR IMAGING A THREE-DIMENSIONAL ARTICLE.

Info

Publication number: NO855243L
Application number: NO855243A
Authority: NO
Inventors: Ari Elo
Original assignee: Cadmatic Computer Services Ky
Priority date: 1985-01-14
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1986-07-15
Also published as: GB2169779A; FI850147L; DE3544789A1; FI72001C; JPS61190668A; FI850147A0; SE8506040L; SE8506040D0; FI72001B; GB2169779B; SE461062B; GB8600085D0

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for avbildning av en tredimensjonal gjenstand i planprojeksjoner i flere forskjellige retninger ved hjelp av koordinatdata som er innført i en hukommelse, idet apparatet omfatter en bildeflate tilsluttet en separat grafisk prosessor som står i linjeforbindelse med en datamaskin, samt styreenheter for forandring av posisjonen av gjenstandens avbildede delprojeksjon i projeksjonsplanet, idet bildeflaten består av flere deler hvor en separat projeksjon av gjenstanden er avbildet i hver flatedel. The present invention relates to an apparatus for imaging a three-dimensional object in planar projections in several different directions using coordinate data entered in a memory, the apparatus comprising an image surface connected to a separate graphics processor which is in line with a computer, as well as control units for change of the position of the imaged partial projection of the object in the projection plane, as the image surface consists of several parts where a separate projection of the object is depicted in each surface part.

Ved forskjellige planeringsoppgaver er det blitt alminnelig å anvende CAD-systemer. I disse systemer avbildes en tredimensjonal gjenstand i rommet på avbildningsskjermens flate ved hjelp av koordinatdata som er innført i en datamaskins hukommelse. Alt etter behov kan forskjellige avbildninger frembringes ved hjelp av en grafskriver. Ved behandling av kom-pliserte volummodeller ved hjelp av datamaskin utgjør billed-flatens utilstrekkelige størrelse et stort problem. For å kunne forstå en komplisert gjenstands geometri er det nødven-dig at man samtidig kan se vedkommende gjenstand fra minst tre forskjellige retninger. Med det utstyr som nå er tilgjengelig er dette mulig i og med at avbildningsskjermen på datamaskin-ens bilderør er oppdelt i flere felt hvor avbildninger av gjenstanden i flere forskjellige retninger frembringes ved databehandling. Hvis vedkommende gjenstand er omfangsrik må man ved avbildningen benytte panoramateknikk og zooming, og begge disse tiltak krever databehandling i datamaskinen i sådan grad at arbeidsfunksjonen blir langsom. For various planning tasks, it has become common to use CAD systems. In these systems, a three-dimensional object in space is imaged on the surface of the imaging screen using coordinate data entered into a computer's memory. Depending on the need, different images can be produced using a graph printer. When processing complicated volume models with the aid of a computer, the insufficient size of the image surface is a major problem. In order to be able to understand the geometry of a complicated object, it is necessary to be able to simultaneously see the object in question from at least three different directions. With the equipment now available, this is possible because the imaging screen on the computer's picture tube is divided into several fields where images of the object in several different directions are produced by computer processing. If the object in question is voluminous, panoramic techniques and zooming must be used for imaging, and both of these measures require data processing in the computer to such an extent that the work function becomes slow.

Apparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse har som sær-trekk at avbildningsflatens deler utgjøres av tre eller flere innbyrdes adskilte bildeskjermer som er tilsluttet en felles grafisk prosessor samt hver og en er utstyrt med en egen bildehukommelse,idet det i hver sådan bildehukommelse er lagret data om hele gjenstandens projeksjon i vedkommende plan, og forandret posisjon av hver delprojeksjon av gjenstanden som skal avbildes kan oppnås umiddelbart på sin egen avbildningsskjerm ved behandling av de data som er lagret i nevnte hukommelse eller hukommelsedel tilsvarende vedkommende bildeskjerm ved hjelp av den grafiske prosessor, uten noen vesentlig databehandling i datamaskinen. Den tredimensjonale gjenstand kan da betraktes fra tre eller eventuelt flere forskjellige retninger samtidig. Bildet på hver av avbild-ningssk jermene kan forskyves på et større bakgrunnsområde uten noen nevneverdig tidskrevende datamaskinbehandling. Bildet er nemlig allerede databehandlet på forhånd i den bildehukommelse som er anordnet for hver avbildningsskjerm. Forflytningen av bildet på de forskjellige bilderør kan utføres synkront. The apparatus according to the present invention has as a distinctive feature that the parts of the imaging surface are made up of three or more mutually separated image screens which are connected to a common graphics processor and each one is equipped with its own image memory, since in each such image memory data is stored about the entire projection of the object in the relevant plane, and changed position of each partial projection of the object to be imaged can be obtained immediately on its own image screen by processing the data stored in said memory or memory part corresponding to the image screen in question by means of the graphics processor, without any significant data processing in the computer. The three-dimensional object can then be viewed from three or possibly more different directions at the same time. The image on each of the image screens can be shifted on a larger background area without any significant time-consuming computer processing. The image has already been data-processed in advance in the image memory arranged for each display screen. The movement of the image on the different image tubes can be carried out synchronously.

Apparatet i henhold til oppfinnelsen kan anvendes som en del av et større system. Ved hjelp av et sådant system er det f.eks. mulig å utføre en rørlegningsplanlegning og bestemme rørenes plassering i et komplisert maskinrom. Sådan planleg-ning kan f.eks. utføres på slike steder som maskinrom i far-tøyer, anlegg til sjøs, kjemisk fabrikker, kraftverk og lig-nende. Rørlegningsplanlegningen kan i det foreliggende system finne sted ved å frembringe en datamodell som fult ut tilsvarer en planlegningsmodell av vanlig art. Geometrien av de enkelte rør kan utledes fra datamodellen, for derved å kunne frembringe arbeidstegninger av rørpakker, isometriske tegninger og komponentskisser som er påkrevet ved forfremstilling av rørene, såvel som nummerisk styreinformasjon. Apparatet i henhold til oppfinnelsen gjør det mulig å frembringe planprojeksjoner og snittegninger av datamodellen på avbildningsskjermen. The device according to the invention can be used as part of a larger system. With the help of such a system, it is e.g. possible to carry out a piping plan and determine the location of the pipes in a complicated machine room. Such planning can e.g. carried out in such places as engine rooms in vessels, facilities at sea, chemical factories, power plants and the like. Pipeline planning can take place in the present system by creating a computer model that fully corresponds to a planning model of a normal kind. The geometry of the individual pipes can be derived from the computer model, in order to thereby be able to produce working drawings of pipe packages, isometric drawings and component sketches that are required for the pre-production of the pipes, as well as numerical control information. The apparatus according to the invention makes it possible to produce plan projections and sectional drawings of the computer model on the imaging screen.

Foreliggende oppfinnelsegjenstand og nærmere detaljer ved denne vil nå bli beskrevet under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser skjematisk avbildning av en gjenstand ved hjelp av apparatet i henhold til oppfinnelsen, og Fig. 2 viser en utførelseform av apparatet i henhold til oppfinnelsen . The subject of the present invention and further details thereof will now be described with reference to the attached drawings, on which: Fig. 1 shows a schematic depiction of an object using the device according to the invention, and Fig. 2 shows an embodiment of the device according to the invention.

I fig. 1 utgjøres den gjenstand som skal avbildes av et rom-område som er innesluttet i en kube 1 og som betraktes i tre forskjellige retninger A, B og C i form av planprojeksjoner på de tre sideflater I, II og III av kuben 1. De deler som betraktes samtidig er de angitte avsnitt a, b og c av kubens tre sideflater, og disse avsnitt kan anses som tre forskjellige projeksjoner av den lille kube 2 inne i den store kube 1. Det bør imidlertid bemerkes at kuben 2 i seg selv ikke er avbildet i snitt. I tilfelle det finnes noe i det indre av kuben 1 mellom en sideflate av kuben 2 og de nevnte plan I, II og III, blir dette i såfall avbildet på flatene I, II og III. Flate-avsnittene er vist som tre forskjellige projeksjoner, nemlig snittene A-A, B-B og C-C i planene I, II og III. På sideflatene a, b og c er det videre vist projeksjoner av et punkt 3 inne i kuben 2. Hvis såønskes kan kuben 2 forflyttes i forhold til kuben 1, og projeksjonene a, b og c av kuben 2 forskyves da tilsvarende i planene I, II og III. In fig. 1, the object to be depicted is made up of a space area which is enclosed in a cube 1 and which is viewed in three different directions A, B and C in the form of planar projections on the three side surfaces I, II and III of the cube 1. They share considered simultaneously are the indicated sections a, b and c of the cube's three lateral faces, and these sections can be considered as three different projections of the small cube 2 inside the large cube 1. It should be noted, however, that the cube 2 itself is not depicted in section. In the event that there is something in the interior of the cube 1 between a side surface of the cube 2 and the aforementioned planes I, II and III, this is then depicted on the surfaces I, II and III. The flat sections are shown as three different projections, namely sections A-A, B-B and C-C in plans I, II and III. On the side surfaces a, b and c, projections of a point 3 inside the cube 2 are also shown. If desired, the cube 2 can be moved in relation to the cube 1, and the projections a, b and c of the cube 2 are then shifted accordingly in the planes I, II and III.

En bevegelse av projeksjonen a i planet I, f.eks. til venstre i fig. 1, tilsvarer en like stor forskyvning av projeksjonen c, likeledes til venstre, i planet III. Planet II står vinkelrett på planene I og II, og omfatter ikke bevegelseret-ningen av de nevnte projeksjoner a og c, således at projeksjonen b forblir stillestående i planet II. Hvis derimot projeksjonen c beveges f.eks. oppover i planet III, vil projeksjonen b forskyves tilsvarende oppover i planet II. Her-under forblir imidlertid projeksjonen a stillestående. Alle projeksjoner vil således forskyves i samme retning i forhold til hverandre, forutsatt at en komponent av vedkommende be-vegelseretning inngår i vedkommende projeksjonsplan. A movement of the projection a in plane I, e.g. on the left in fig. 1, corresponds to an equal displacement of the projection c, likewise to the left, in plane III. Plane II is perpendicular to planes I and II, and does not include the direction of movement of the aforementioned projections a and c, so that projection b remains stationary in plane II. If, on the other hand, the projection c is moved, e.g. upwards in plane III, the projection b will be shifted correspondingly upwards in plane II. Here below, however, the projection a remains stationary. All projections will thus be shifted in the same direction in relation to each other, provided that a component of the relevant direction of movement is included in the relevant projection plane.

Fig. 2 viser en arbeidsplass hvor foreliggende oppfinnelse er bragt til utførelse. Denne arbeidsplass har tre separate avbildningsrør 4, 4'' og 4''' . På hvert avbildningsrør er delene a, b og c av snittene A-A, B-B og C-C vist separat, således at de kan betraktes samtidig. I hukommelsen for hver avbildningsskjerm er et av snittene A-A, B-B eller C-C blitt ferdige beregnet som helhet. Det er derved blitt mulig å for-større det bildeområde som skal databehandles på samme tid i sådan grad at den avbildning a, b, c som vises av hvert av-bildningsrør bare er en del av et større bakgrunnsområde, nemlig sideflatene I, II og III av kuben 1. På sideflatene av kuben 1 er det nå mulig å utføre bevegelse nesten i sann tid, og sådanne forskyvninger krever ikke lenger databehandling. Ved hjelp av et digitaliseringspanel 5 er det mulig å styre plasseringene av de flater a, b og c som skal avbildes på sideflatene I, II og 11,1. Ved hjelp av samme panel er det også mulig å styre den viser eller markør som er synlig på overflaten av bildeskjermen, til å beveges synkront i alle projeksjoner, således at det er lett å peke ut et ønsket sted i rommet, f.eks. det punkt 3 som er vist i fig. 1. I stedet for et digitaliseringspanel er det naturligvis også mulig å benytte f.eks. en "mus" eller tastebrettet for å styre koordi-natene. I fig. 2 er den grafiske prosessor 6 med sin hukommelse, som er koblet til apparatet, bare skjematisk anskuelig-gjort. Fig. 2 shows a workplace where the present invention has been implemented. This workplace has three separate imaging tubes 4, 4'' and 4''. On each imaging tube, parts a, b and c of sections A-A, B-B and C-C are shown separately, so that they can be viewed simultaneously. In the memory for each imaging screen, one of the sections A-A, B-B or C-C has been fully calculated as a whole. It has thereby become possible to enlarge the image area to be data processed at the same time to such an extent that the image a, b, c displayed by each imaging tube is only part of a larger background area, namely the side surfaces I, II and III of the cube 1. On the side surfaces of the cube 1 it is now possible to perform movement almost in real time, and such displacements no longer require computer processing. By means of a digitizing panel 5, it is possible to control the positions of the surfaces a, b and c which are to be imaged on the side surfaces I, II and 11,1. Using the same panel, it is also possible to control the pointer or marker that is visible on the surface of the image screen, to move synchronously in all projections, so that it is easy to point out a desired place in the room, e.g. the point 3 shown in fig. 1. Instead of a digitization panel, it is naturally also possible to use e.g. a "mouse" or keyboard to control the coordinates. In fig. 2, the graphics processor 6 with its memory, which is connected to the device, is only schematically visible.

En sådan arbeidsplass i henhold til oppfinnelsen kan anvendes som en del av et større system. Dette system omfatter da et basisprogram som tar hånd om alle de styredata som behøves i systemet og tillater forbindelser med andre datamaskinsystem-er. Data for det utstyr som skal anbringes i planlegnings-rommet, føres inn i systemet. Inngangsoperasjonene kan desentraliseres, og de kan utføres ved anvendelse av de samme terminaler som anvendes for utgangssignalene. Such a workplace according to the invention can be used as part of a larger system. This system then includes a basic program that takes care of all the control data needed in the system and allows connections with other computer systems. Data for the equipment to be placed in the planning room is entered into the system. The input operations can be decentralized, and they can be performed using the same terminals that are used for the output signals.

Et annet delprogram som inngår i systemet frembringer en modell av vedkommende planlegningsgjenstand, og denne modell kan anskueliggjøres ved betraktning av flere snitt A-A, B-B og C-C gjennom samme gjenstand. På disse snitt er bare betrakt-ningsretningen, plasseringen av snittplanet, dybde og måle-stokk angitt. Den frembragte datamodell lagres ved formidling av basisprogrammet i den felles database, enten for å avvente senere tilleggsdata eller for å frembringes som et utgangs- produkt i form av tegninger såvel som delelister. Avhengig av den sentrale datamaskins kapasitet kan dette program enten kjøres i selve datamaskinen eller i en separat sentralenhet med et eget mindre platelager som har tilstrekkelig høy bearbeidingshastighet. Another part program that is part of the system produces a model of the relevant planning object, and this model can be visualized by considering several sections A-A, B-B and C-C through the same object. On these sections, only the viewing direction, the location of the section plane, depth and scale are indicated. The generated data model is stored when the basic program is disseminated in the common database, either to await later additional data or to be generated as an output product in the form of drawings as well as parts lists. Depending on the capacity of the central computer, this program can either be run in the computer itself or in a separate central unit with its own smaller disk storage that has a sufficiently high processing speed.

Systemet kan videre omfatte et program for oppstilling av delelister såvel som et tegneprogram, som på utgangssiden er i stand til å frembringe todimensjonale tegninger i form av planskisser og snitt. The system can further include a program for drawing up parts lists as well as a drawing program, which on the output side is able to produce two-dimensional drawings in the form of floor plans and sections.

Systemet kan kobles til såkalte generelle CAD-systemer. The system can be connected to so-called general CAD systems.

Claims

I. Apparatus for imaging a three-dimensional object (1) as planar projections in several different directions (A, B, C) using coordinate data entered into a computer's memory, said apparatus comprising an imaging screen connected to a separate graphics processor (6 ) which is in line with the computer, as well as control units (5) for changing the locations of the depicted sub-projections (a, b, c) of the object in question in the projection plans (I, II, III), as the imaging screen consists of several sections (4< 1>, 4'', 4'<1>') and different projections of the object are imaged within each separate section, characterized in that the different sections of the imaging screen consist of three or more separate image screens (4', 4'<1>, 4 ''') which are connected to a common graphics processor (6) and each is equipped with an assigned image memory, where data is stored about the projection of the object as a whole in the relevant plane (I, II, III), while changed location within its own projection plane of each partial projection (a, b, c) that is to be imaged of the object can be produced on each of its assigned image screens (4', 4'', 4''') by immediate processing of the stored data in the memory or part of memory that is assigned to the relevant image screen, using the graphics processor and without significant data processing in the computer.

2. Apparatus as stated in claim 1,

characterized in that the relevant object (1) to be imaged is viewed in three directions (A, B, C) perpendicular to each other.

3. Apparatus as stated in claim 1 or 2, and which is equipped with a device (5) for pointing out a certain point (3) in the shown projection on the image screen,

characterized in that the device is arranged in such a way that the location of the device then changes synchronously in each projection (a, b, c) to the projection point that corresponds to the location of point (3).