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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Erzeugen
und Handhaben einer Begleit-Geometrie („Schatten-Geometrie") in einem interaktiven
computergesteuerten Anzeigesystem bzw. eine interaktive computergesteuerte
Anzeigeeinrichtung zum automatischen Erzeugen und Manipulieren einer
Schatten-Geometrie nach einem solchen Verfahren.
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Interaktive
Computersysteme werden herkömmlicherweise
für eine
computergestützte
Konstruktion und einen computergestützten Entwurf verwendet. Diese
Computeranwendungen schaffen überlicherweise
interaktive Steuermöglichkeiten
zum Erzeugen und Manipulieren bzw. Handhaben einer Geometrie oder
geometrischen Anordnung zur Anzeige auf einem Computeranzeigeschirm.
Verschiedene bekannte Ausführungsbeispiele
eines solchen Systems werden im folgenden genannt.
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Aus
dem US-Patent 5,377,313 sind Verfahren zum Erzeugen von Schattierungen
einer Illumination (Beleuchtungsschatten) und aus dem US-Patent 5,367,622
ein Verfahren zum sukzessiven Erzeugen eines ersten und eines zweiten
Objekts durch einen Benutzer bekannt.
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Das
am 06. Dezember 1994 veröffentlichte US-Patent
5,371,845 der Firma Ashlar, Inc., Sunnyvale, Kalifornien, beschreibt
ein System und ein Verfahren für
die Erzeugung grafischer Bilder einschließlich der automatischen pull-off-Erzeugung
und Aufrechterhaltung von Tangenten und senkrechten Linien, der
Erzeugung und Aufrechterhaltung von Objekten, die in gegenseitigen
geometrischen Beziehungen zueinander stehen, der Identifikation
und Verarbeitung von visuellen Schnittlinien und der Ausrichtung
im dreidimensionalen Raum. Das Ashlar-Patent enthält eine
Beschreibung der automatischen Erkennung interessierender Punkte,
der Verwendung von Bildschirmbotschaf ten zum Identifizieren von
Punkten, der Verwendung eines sekundären Cursors, der Erzeugung
einer temporären
Geometrie, der Prüfung von
interessierenden Punkten, welche aus der aktuellen Geometrie hervortreten,
der temporären
Geometrie und/oder der Interaktionen von aktueller und temporärer Geometrie.
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Das
am 16. Juni 1992 veröffentlichte
US-Patent 5,123,087 der Ashlar, Inc., beschreibt ein computergestütztes Entwurfssystem
und ein Verfahren zum automatischen Lokalisieren geometrischer Punkte
für einen
Benutzer. Das offenbarte Verfahren umfaßt das Definieren eines Typs
eines geometrischen Punkts, welcher einen für den Benutzer interessierenden
Punkttyp einschließt,
das Setzen eines Trefferradius, das Anzeigen eines Objekts, das
Anzeigen eines Cursors, um auf einen Ort hinzuweisen, das Testen
des Objekts, um einen Punkt zu finden, der den definierten Punkttyp
hat und der sich innerhalb des Trefferradius des Cursors befindet,
und das anschließende
Anzeigen eines Punkts, wenn der Punkt gefunden worden ist.
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Das
US-Patent 5,299,307 vom 29. März 1994
der Claris Corporation, Santa Clara, Kalifornien, offenbart ein
Verfahren und eine Einrichtung zum Erzeugen und Handhaben grafischer
Objekte auf einem Computeranzeigeschirm. Das offenbarte System enthält einen
grafischen Führer,
der zum Zuordnen von Kanten und Punkten eines grafischen Bildes bei
einer oder mehreren anderen Abbildungen verwendet wird. Der grafische
Führer
arbeitet in Abhängigkeit
von der Position eines Cursors auf dem Computeranzeigeschirm. Der
grafische Führer
wird nur solange angezeigt, wie der Cursor innerhalb eines einem
Punkt auf dem Objekt zugeordneten Nahbereichs verbleibt.
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Das
US-Patent 5,465,324 vom 07. November 1995 der Hewlett Packard Company,
Palo Alto, Kalifornien, offenbart ein computergestütztes Konstruktionssystem,
das eine Einrichtung zum Unterstützen
des Benutzers beim Definieren und Editieren geometrischer Objekte
zur Verfügung
stellt. Die dort beschriebene Erfindung schlägt verschiedene nützliche
geometrische Relationen zwischen der Cursorposition und dem unabhängig von
der Cursorpositon bereits definierten geometrischen Objekt vor. Wenn beispielsweise
ein bereits definierter Kreis sich innerhalb eines Fangbereichs
der Cursorposition befindet, schlägt das System vor, eine Linie
von der Cursorposition zum Mittelpunkt des Kreises zu zeichnen,
und es schlägt
weiterhin Tangenten von der Cursorposition zu dem Kreis vor. Die
Druckschrift schlägt
darüber hinaus
vor, die geometrische Relation (Konstruktionsvorschlag) unabhängig von
der Cursorposition zu erzeugen. Es können Relationen zwischen zwei
geometrischen Objekten unabhängig
von der Cursorposition vorgeschlagen werden.
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Das
US-Patent 5,463,722 vom 31. Oktober 1995 der Apple Computer, Inc.,
Cupertino, Kalifornien, offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung
zum automatischen Ausrichten manipulierter Objekte in einem zweidimensionalen
und dreidimensionalen grafischen Raum. Das dort offenbarte Verfahren
stellt einen Ausrichtfeldgradienten zur Verfügung, welcher von das manipulierte
Objekt beziehungsweise die manipulierten Objekte umgebenden Objekten
ausgeht. Sobald ein Benutzer ein Objekt manipuliert, wird das manipulierte
Objekt in eine ausgerichtete Position und Orientierung in Bezug
auf andere Objekte in dem angezeigten dreidimensionalen Anzeigeraum
gezogen. Es wird eine Ausrichtung sämtlicher Entgegenwirkungskombinationen
(combinations adversities), Kanten und ebenen Flächen für dreidimensionale vielflächige Objekte
und für
sämtliche
Entgegenwirkungskombinationen und Kanten für zweidimensionale polygonale
Objekte geschaffen.
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Das
US-Patent 5,297,241 vom 22. März 1994
der Hewlett Packard Company, Palo Alto, Kalifornien, offenbart ein
Verfahren für
ein automatisiertes Re-Layout von zweidimensionalen Zeichnungen aus
einem festen Modell, wobei das feste Modell überarbeitet werden kann, um
Konstruktionsänderungen
zu berücksichtigen.
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Das
US-Patent 5,461,709 vom 24. Oktober 1995 der Intergraph Corporation,
Huntsville, Alabama, offenbart ein System zum Erstellen der Orte
von Datenpunkten in einem Modellraum, der in einer Sicht einer zweidimensionalen
Anzeige dargestellt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel hat das System eine
Zeigereinrichtung (wie beispielsweise eine Maus) zum Erstellen des
Orts eines Cursors auf der Anzeige und darüber hinaus eine Anordnung zum
Erstellen von primären
und sekundären
Orientierungsebenen in dem Modellraum, von welchen zu einem gegebenen
Zeitpunkt jeweils eine gerade aktiv ist. Bei einem Kommando (überlicherweise,
wenn der Cursor sich in einer gewünschten Position befindet) kopiert
eine Versuchsauswahl-Anordnung Daten für einen aktuellen Punkt zu
Daten für
einen Versuchspunkt und schaltet die aktive Ebene zwischen der primären und
der sekundären
Ebene hin und her.
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Es
gibt eine Reihe von Nachteilen bei den im Stand der Technik vorhandenen
Bildsteuermechanismen. Zunächst
ist die vorgeschlagene oder temporäre Geometrie beziehungsweise
geometrische Anordnung bei den meisten bekannten Systemen sklavisch an
die Cursorposition oder eine Zeigereinrichtung gebunden. Bei diesen
Systemen ist die temporäre
Geometrie nur dann sichtbar, wenn sich der Cursor in der Nähe der betreffenden
Abschnitte der permanenten Geometrie befindet. Dies beschränkt die
Nützlichkeit der
temporären
Geometrie. Zweitens behandeln die bekannten Systeme die temporäre Geometrie
nicht als integralen Teil der Objekte, auf welche sie sich bezieht,
beziehungsweise der Zeichnungen, von welchen sie ein Teil ist. Mit
anderen Worten, die bekannten Systeme können die permanente und temporäre Geometrie
nicht als ein einziges Objekt behandeln, welches in einer Datenbasis
permanent bei dem gleichen Niveau gehalten wird, wie irgendeine
permanente Geometrie oder Topologie.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein verbessertes computerunterstütztes Konstruktions-
und Zeichnungssystem, welches die Nachteile der bekannten Systeme überwindet,
zur Verfügung
zu stellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einer interaktive
computergesteuerte Anzeigeeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
9 gelöst.
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Es
wird ein computergestütztes
Entwurfs- und Zeichnungssystem mit einer semantik-orientierten Schatten-
beziehungsweise Begleitgeometrie offenbart. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel weist ein
interaktives computergesteuertes Anzeigesystem auf, das einen Bus
zum Verbinden der Systemkomponenten, einen Prozessor, einen Speicher
mit wahlfreiem Zugriff, einem optionalen Nur-Lese-Speicher, eine
Datenspeichereinrichtung zum Speichern von Daten, einer Anzeigeeinrichtung
mit einem Anzeigebildschirm, ein alphanumerisches Eingabegerät, ein Cursorsteuergerät zum interaktiven
Positionieren eines Cursors auf dem Anzeigebildschirm und eine Signalerzeugungseinrichtung
oder eine Maustaste umfaßt.
Für dieses
interaktive computergesteuerte Anzeigesystem werden ein Verfahren
und eine Einrichtung offenbart zum automatischen Erzeugen und Handhaben
einer Schatten-Geometrie.
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Es
ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß die auf die wahre Geometrie
bezogene Schatten-Geometrie automatisch und effizient erzeugt oder von
dem Anzeigebildschirm gelöscht
und permanent in einer Datenbasis als Teil eines zugehörigen Objekts
der wahren Geometrie gehalten wird. Es ist ein weiterer Vorteil
der vorliegenden Erfindung, daß Manipulationen
bzw. Behandlungen der wahren Geometrie automatisch auf die zugehörige Schatten-Geometrie
angewendet werden. Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden
Erfindung, daß eine
vorgegebene Schatten-Geometrie automatisch erzeugt und wahlweise
angezeigt wird, wenn ein Objekt der wahren Geometrie erzeugt wird.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß das Anzeigen
der Schatten-Geometrie nicht von der Position eines Cursors oder
einer Zeigereinrichtung abhängig
ist. Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß die Schatten-Geometrie außerdem automatisch für mehrere
Elemente oder Objekte in zweidimensionalen (2D) oder dreidimensionalen
(3D) Räumen
erzeugt wird.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
typische Computer-System-Architektur, auf welcher die vorliegende
Erfindung realisiert wird;
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2A–2B eine
Veranschaulichung der primären
und sekundären
Geometrien des bevorzugten Ausführungsbeispiels;
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3 eine
Datenstruktur zum Speichern der Informationen bezüglich der
primären
und sekundären
Geometrie des bevorzugten Ausführungsbeispiels;
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4A–4C ein
Beispiel für
eine Kombination mehrerer primärer
Objekte und der sich ergebenden sekundären Geometrie des bevorzugten Ausführungsbeispiels;
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5 eine Veranschaulichung der Paarbildung
kombinierter primärer
Objekte und der sich ergebenden sekundären Geometrien des bevorzugten Ausführungsbeispiels;
und
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6–7 Ablaufdiagramme,
die eine Verarbeitungslogik der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
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Es
wird ein computerunterstütztes
Entwurfs- und Zeichnungssystem mit einer semantik-orientierten Schatten-
bzw. Begleit-Geometrie beschrieben.
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Im
folgenden wird auf 1 Bezug genommen, in der die
Computer-System-Architektur für
ein Ausführungsbeispiel
gezeigt ist. Dieses Ausführungsbeispiel
wird auf einem konventionellen Computersystem implementiert. Im
allgemeinen weisen solche Systeme, wie sie in 1 veranschaulicht sind,
einen Bus 100 zum Austauschen von Informationen, einen
mit dem Bus 100 gekoppelten Prozessor 101 zum
Verarbeiten von Informationen, einen mit dem Bus 100 gekoppelten
RAM 102 zum Speichern von Informationen und Befehlen für den Prozessor 101,
einen mit dem Bus 100 gekoppelten ROM 103 zum
Speichern statischer Informationen und Befehle für den Prozessor 101,
eine mit dem Bus 100 gekoppelte Datenspeichereinrichtung 104,
wie beispielsweise eine Magnetplatte oder ein Diskettenlaufwerk, zum
Speichern von Informationen und Befehlen, eine mit dem Bus 100 gekoppelte
Anzeigeeinrichtung 105 zum Anzeigen von Informationen an
den Computerbenutzer, eine mit dem Bus 100 gekoppelte alphanumerische
Eingabeeinrichtung 106 mit alphanumerischen und Funktionstasten
zum Übermitteln
von Informationen und Befehlsauswahlen an den Prozessor 101,
eine mit dem Bus 100 gekoppelte Cursorsteuereinrichtung 107 zum
Austauschen von Informationen und Befehlsauswahlen an den Prozessor 101 und
eine mit dem Bus 100 gekoppelte Signalerzeugungseinrichtung 108 zum Übermitteln
von Befehlsauswahlen an den Prozessor 101 auf.
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Die
Anzeigeeinrichtung 105 kann ein Flüssigkristallbauelement (LCD),
eine Kathodenstrahlröhre
(CRT) oder ein anderes geeignetes Anzeigegerät sein. Die Cursorsteuereinrichtung 107 gestattet es
dem Computerbenutzer, die zweidimensionale Bewegung eines sichtbaren
Symbols auf dem Anzeigeschirm der Anzeigeeinrichtung 105 dynamisch
zu signalisieren. Es sind viele Implementierungen von Cursorsteuereinrichtungen
im Stand der Technik bekannt, beispielsweise ein Trackball, eine
Maus, ein Joystick oder spezielle Tasten auf der alphanumerischen
Eingabeeinrichtung 106, die in der Lage sind, eine Bewegung
in eine vorgegebene Richtung zu signalisieren.
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Das
computerunterstützte
Entwurfs- und Zeichnungssystem der Erfindung schafft zusätzliche Steuermöglichkeiten
und eine Erweiterung für
diese Computersysteme. Die Merkmale der Erfindung werden in den
folgenden Abschnitten beschrieben. Die grundsätzliche Betriebsweise des Computersystems oder
der Cursorsteuereinrichtung wird nur dann beschrieben, wenn es für ein besseres
Verständnis
der Erfindung erforderlich ist, da diese Methoden dem Fachmann gut
bekannt sind.
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Das
computerunterstützte
Entwurfs- und Zeichnungssystem schafft eine verbesserte grafische
Benutzeroberfläche,
mit welcher ein Benutzer effektiver und schneller Zeichnungen in
einer Computerumgebung erzeugen kann. Bekannte Computersysteme stellen
Fenster-Möglichkeiten
und -Werkzeuge zum Zeichnen unterschiedlicher Arten von Objekten
oder geometrischer Formen auf dem Anzeigebildschirm zur Verfügung. Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
werden diese Werkzeuge mit Hilfe einer Cursorsteuereinrichtung oder
einer Maus unter Verwendung bekannter Techniken aktiviert und verwendet.
Sobald jedoch ein Objekt gezeichnet ist, liefert die Erfindung zusätzliche
Merkmale zum Unterstützen
des Benutzers beim Zeichnen anderer Objekte oder beim Anordnen,
Orientieren oder Untersuchen eines einzelnen Objekts.
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Das
zusätzliche
Hauptmerkmal der Erfindung ist die automatische Erzeugung und Anzeige
einer Schatten-Geometrie oder geometrischen Begleitanordnung. Die
Schatten-Geometrie bilden angezeigte Bilder oder eine angezeigte
Metaphorik (d.h. sekundäre
Elemente), die für
die Konstruktion einer wahren Zeichnung (d.h. der primären Zeichnungselemente)
nützlich
sind. Die Erzeugung, Orientierung und Positionierung der primären Zeichnung wird
durch die Verwendung der Schatten-Geometrie erleichtert. Im allgemeinen
stehen die sekundären Elemente
in einer mathematischen oder geometrischen Beziehung zu den entsprechenden
primären Elementen.
Beispielsweise kann die Senkrechte oder der Mittelpunkt eines Liniensegments
unter Verwendung der Schatten-Geometrie identifiziert werden. Die
Tangente oder der Mittelpunkt eines Kreise oder einer Kurve können ebenfalls
unter Verwendung der Schatten-Geometrie
angegeben werden.
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2A veranschaulicht
die zweidimensionalen primären
Elemente 210 und ihre entsprechenden sekundären Elemente 220,
die bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zur Verfügung
gestellt werden. 2B veranschaulicht die dreidimensionalen
primären
Elemente 230 und ihre entsprechenden sekundären Elemente 240.
Für den Fachmann
ist es klar, daß auch
andere Arten von sekundärer
Geometrie bei einer gegebenen primären Geometrie sichtbar werden
können.
Beispielsweise umfaßt
die Erfindung auch solche sekundären
Elemente, wie den Mittelpunkt eines Liniensegments oder ein in einem
vorgegebenen Winkel angeordnetes sekundäres Element, dessen Winkel
zum primären
Element vom rechten Winkel abweicht.
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Wie
in den 2A und 2B gezeigt
ist, birgt jedes der sekundären
Elemente 220 und 240 irgendeine mathematische
oder geometrische Beziehung zu der entsprechenden primären geometrischen
Anordnung 210 bzw. 230. Beispielsweise umfaßt die zu
dem primären
Linienelement korrespondierende Schatten-Geometrie 220 eine
Tangentenlinie und zwei senkrechte Linien an jedem Endpunkt des
primären
Linienelements. In ähnlicher
Weise umfaßt
die Schatten-Geometrie 220 des primären Kreiselements ein Paar
zueinander senkrechter Linien, die sich im Mittelpunkt des primären Kreiselements schneiden.
Im dreidimensionalen Fall ist die einem zylindrischen Raumelement 230 entsprechende Schatten-Geometrie 240 eine
Achsenlinie, die senkrecht zu den kreisförmigen Endflächen des
Zylinders verläuft.
Bei anderen Arten zweidimensionaler und dreidimensionaler Elemente
werden andere Beziehungen unterstützt, wie es in den 2A und 2B gezeigt
ist. Es ist jedoch zu beachten, daß die Definition der Schatten-Geometrie
niemals von irgendeiner nicht von dem primären Element gelieferten Information
abhängig
ist. Insbesondere ist die Schatten-Geometrie nicht durch das primäre Element
in Kombination mit einer Cursorposition oder einer anderen ge genüber den
auf das primäre
Element bezogenen Informationen externen Information definiert.
Somit werden die die Schatten-Geometrie definierenden Informationen
allein aus einer vorgegebenen mathematischen oder geometrischen
Beziehung gewonnen, die auf die Informationen angewendet wird, die
sich allein auf das primäre
Element beziehen.
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Bekannte
Systeme erfordern entweder eine manuelle Erzeugung der Schatten-Geometrie
oder liefern nur eine temporäre
Geometrie, die angezeigt wird, wenn die Cursorsteuereinrichtung
bewegt wird. Die vorliegende Erfindung jedoch schafft die Schatten-Geometrie
automatisch, sobald ein primäres
Element erschaffen wird. Die Schatten-Geometrie wird ein integraler
Teil der primären
Geometrie, wobei aber noch ein Unterschied zwischen der Schatten-Geometrie
und der primären
Geometrie aufrechterhalten bleibt. Das Integrieren der Schatten-Geometrie
in die primäre
Geometrie bewirkt, daß die
Schatten-Geometrie automatisch erzeugt, modifiziert, umorientiert,
umpositioniert, gelöscht
und importiert wird, sobald die korrespondierende primäre Geometrie
erzeugt, modifiziert, umorientiert, umpositioniert, gelöscht oder
importiert wird. Somit stellt die Kombination der primären und
automatisch erzeugten sekundären
Geometrie eine integrierte Einheit dar, die in geeigneter Weise
und schnell manipuliert werden kann. Obwohl sie mit der primären Geometrie
integriert ist, kann die sekundäre
Geometrie mit einem einzigen Kommando dennoch unabhängig und
selektiv angezeigt oder unterdrückt,
gelöscht
oder selektiv exportiert oder nicht exportiert werden. Die Schatten-Geometrie
kann außerdem
mit Hilfe der Cursorsteuereinrichtung separat ausgewählt werden, gerade
so, wie die primäre
Geometrie ausgewählt werden
kann.
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Die
Integration der sekundären
und der primären
Geometrie in eine einzige Einheit (im folgenden ein Paar genannt)
bringt verschiedene Vorteile. Zunächst braucht der Benutzer nur
die primäre
Geometrie zu manipulieren, weil die sekundäre Geometrie automatisch in
einer entsprechenden Weise manipuliert wird. Zweitens ist die Anzeige
der sekundären Geo metrie
nicht von der Cursorbewegung abhängig. Drittens
kann der Benutzer eine auf den Benutzer abgestimmte sekundäre Geometrie
definieren, die mit der primären
Geometrie transportiert wird. Kurz gesagt, erstellt die vorliegende
Erfindung eine semantische Beziehung zwischen den primären und
sekundären
Elementen eines Paars und zwischen dem Paar und anderen geometrischen
Anordnungen in einer Zeichnung. Diese Vorteile sind unter Verwendung der
bekannten Zeichenwerkzeuge nicht verfügbar.
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Es
wird im folgenden auf 3 Bezug genommen, in der eine
Paar-Datenstruktur 310 veranschaulicht ist. Wie gezeigt
ist, besteht ein Paar aus einem Primärelement-Informationsabschnitt 312 und einem
Sekundärelement-Informationsabschnitt 314. Der
Sekundärelement-Informationsabschnitt 314 enthält eine
Beschreibung jedes der sekundären
Elemente, die zu dem primären
Element 312 gehören. Wenn
beispielsweise das primäre
Element ein Liniensegment ist, enthält die primäre Elementinformation 312 den
X,Y-Ort jedes der beiden Endpunkte des zweidimensionalen Linienelements
oder den X,Y,Z-Ort
jedes der zwei Endpunkte des dreidimensionalen Linienelements. Der
erste Sekundärelement-Informationsspeicherplatz
im Abschnitt 314 würde
bei diesem Beispiel verwendet werden, um den X,Y-Ort jedes der beiden
Endpunkte des zweidimensionalen sekundären Lininienelements zu speichern,
das senkrecht zu dem primären
Linienelement angeordnet ist und das einen der beiden Endpunkte des
primären
Linienelements schneidet. Alternativ wird der X,Y,Z-Ort jedes der
zwei Endpunkte des dreidimensionalen sekundären Linienelements, das senkrecht
zu dem primären
Linienelement angeordnet ist und einen der Endpunkte des primären Linienelements
schneidet, in dem ersten Sekundärelement-Informationsspeicherplatz
des Abschnitts 314 gespeichert. Der zweite Sekundärelement-Speicherplatz
wird bei diesem Beispiel zum Speichern der Informationen verwendet,
die den Ort des senkrechten Linienelements definieren, das den anderen
Endpunkt des primären
Linienelements schneidet. Der dritte Sekundärelement-Informa tionsblock
kann verwendet werden, um das Tangenten-Schatten-Linienelement zu dem primären Linienelement
zu definieren. Für
den Fachmann ist es klar, daß andere
sekundäre
bzw. Schatten-Elemente, die dem primären Element zugeordnet sind,
an die in 3 dargestellte Datenstruktur
angehängt
werden können.
Die Informationen, die die primären
und sekundären
Elemente definieren, können
auf verschiedenste Art und Weise definiert werden. Anstelle eines
Definierens der Position von Liniensegmenten in kartesischen Koordinaten
können
beispielsweise Polarkoordinaten verwendet werden. Außerdem können andere auf
ein Element bezogene Informationen, wie beispielsweise die Farbe,
der Stil, die Hervorhebung, die Ausfüllung, die Textur usw., in
die in der Datenstruktur 310 gespeicherten Elementinformationen
einbezogen werden.
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Unter
Verwendung der anhand von 3 beschriebenen
Datenstruktur können
die in dem Sekundärelement-Informationsabschnitt 314 gespeicherten
Informationen auf geeignete Weise initialisiert, modifiziert oder
gelöscht
werden, wenn die Informationen des entsprechenden primären Elements 312 initialisiert,
modifiziert oder gelöscht
werden. Wie in Verbindung mit dem für die Funktionalität der Schatten-Geometrie
der vorliegenden Erfindung ausgeführten Verarbeitungsablauf beschrieben
werden wird, wird der Sekundärelement-Informationsabschnitt 314 aktualisiert,
wenn die Informationen des entsprechenden primären Elements 312 aktualisiert worden
sind.
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Aufgrund
der Integration der sekundären
Geometrie mit der primären
Geometrie in einem Paar, unterstützt
die Erfindung darüber
hinaus eine Schatten-Geometrie, die mehreren zweidimensionalen oder
dreidimensionalen primären
Elementen zugeordnet ist.
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Unter
Bezugnahme auf die 4A–4C und 5 wird die Erstellung einer Schatten-Geometrie
für primäre Mehrfach-Objekte
veranschaulicht. Die Schatten-Geometrie für eine Kombination von primären Objekten
wird erschaffen, wenn ein Benutzer zwei Objekte explizit kombiniert,
beispielswei se, wenn der Benutzer eine Zusammenstellung eines Paars
von zweidimensionalen Objekten oder eines Paars von dreidimensionalen
Körpern
schafft. Jede Kombinationsoperation wird gefolgt von einer Kombination
der Schatten-Geometrie. 4A zeigt
zwei Kugeln 401 und 402 (d.h. mehrere primäre Elemente),
welche noch nicht von einem Benutzer kombiniert worden sind. 4B und 4C veranschaulichen zwei
Wege, auf welchen der Benutzer die zwei kugelförmigen Objekte kombinieren
kann. In 4B werden die zwei kugelförmigen primären Objekte 401 und 402 kombiniert,
indem sie in Bezug auf ein gemeinsames Zentrum 403 positioniert
werden. In diesem Fall ist die Kombination äquivalent zu einer Kugelschale
und die sich ergebende Schatten-Geometrie ist ein angezeigter Mittelpunkt 403. 4C veranschaulicht
einen zweiten Weg, auf welchem der Benutzer die zwei kugelförmigen Objekte 401 und 402 kombinieren
kann. Gemäß 4C,
werden die zwei kugelförmigen
primären
Objekte 401 und 402 nicht in Bezug auf ein gemeinsames
Zentrum kombiniert. In diesem Fall ist die Kombination äquivalent
zu einer begrenzten Rotationsoberfläche und die sich ergebende
Schatten-Geometrie ist die Achse 404, die die Zentren beider
Kugeln 401 und 402 schneidet. Zusätzlich umfaßt die Schatten-Geometrie
in diesem Fall zwei Ebenen 405 und 406, welche
senkrecht zu der Achse 404 angeordnet sind. Diese mit Hilfe
der Erfindung erschaffene Schatten-Geometrie ist eine Antwort auf
eine Kombination der Kugeln 401 und 402 durch
einen Benutzer. Für
den Fachmann ist es klar, daß andere
Arten von Objekten kombiniert werden können und daß entsprechende Schatten-Geometrien
auf die anhand der 4A und 4C gezeigte
Weise erschaffen werden können.
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Im
folgenden wird auf 5 Bezug genommen,
in der sieben unterschiedliche Arten von primären Objekten mit den entsprechenden
Schatten-Geometrien gezeigt sind, die durch paarweise Kombination
jeder der sieben unterschiedlichen Arten von Objekten erzeugt werden.
Die Regeln zum Erzeugen der Schatten-Geometrien für primäre Objektpaare sind
kom mutativ und deterministisch. Die sieben unterschiedliche Arten
von Objekten bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind: 1) eine
beliebige Oberfläche,
2) eine prismatische Oberfläche,
3) eine Rotationsoberfläche,
4) eine schraubenförmige
Oberfläche,
5) eine zylindrische Oberfläche,
6) eine ebene Oberfläche,
7) eine kugelförmige
Oberfläche. 5 zeigt die Definition der Schatten-Geometrie,
die jeweils erzeugt wird, wenn eine Objektart der horizontalen Achse
des in 5 gezeigten Diagramms kombiniert
wird mit einer Objektart der vertikalen Achse des Diagramms. Beispielsweise
stellt die am Schnittpunkt der siebten Spalte (erste Kugel) und
der siebten Zeile (zweite Kugel) gezeigte Schatten-Geometrie die
gleichen zwei Fälle
des Kombinierens von zwei Kugeln dar, die oben anhand der 4A bis 4C beschrieben
worden sind. Verschiedene Fälle
für andere
Paarbildungen von Objekten und die entsprechenden Schatten-Geometrien
sind in
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5 gezeigt.
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Die
Erfindung umfaßt
eine Computerprogrammlogik für
den Betrieb eines verbesserten computerunterstützten Entwurfs- und Zeichnungssystems.
Diese Logik wird im folgenden Abschnitt anhand der 6 und 7 beschrieben.
Zusätzlich zu
den oben beschriebenen Computerressourcen arbeitet die Erfindung
in Verbindung mit einem Betriebssystem und solchen Systemfunktionen,
die in der Lage sind, Fenster-, grafische und Textur-Informationen
innerhalb von Fenstern und andere Abbildungen auf der Anzeigeeinrichtung
anzuzeigen. Außerdem
sind Systemfunktionen zur Schnittstellenbildung zwischen der Anzeigesteuereinrichtung
und der Benutzereingabeeinrichtung erforderlich. Diese Ressourcen
sind Standard-Verarbeitungskomponenten, die in der Computertechnik
bekannt sind.
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Wenn
der Prozessor des Computersystems bei der Erfindung erstmalig eingeschaltet
wird, erhält die
Betriebssystemlogik die Steuerung und initialisiert die Systemkomponenten,
wie beispielsweise den RAM 102, die Anzeigeeinrichtung 105,
die Cursorsteuereinrichtung 107, die Signalerzeugungseinrichtung 108 und
die Datenspeichereinrichtung 104. Am Ende des In itialisierungszyklus
oder in Abhängigkeit
von einer Benutzereingabe zeigt das Betriebssystem ein Fenster an
und fordert den Benutzer auf, mit der Eingabe der primären Elemente
einer computerunterstützten
Zeichnung zu beginnen. Die der Schatten-Geometrie-Funktionalität zugeordnete
Programmlogik übernimmt
die Steuerung, wenn der Benutzer das Zeichnen eines primären Elements
beendet hat. Für
den Fachmann ist es klar, daß andere Einrichtungen
zum Aktivieren der Merkmale der vorliegenden Erfindung denkbar sind.
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Die
Schatten-Geometrie-Funktionalität
wird durch das Betriebssystem automatisch initiiert (sofern das
so konfiguriert ist) sobald die Erschaffung eines primären Elements
abgeschlossen ist. Wenn dies auftritt, beginnt der Verarbeitungsablauf
an dem mit "Verarbeitungslogik
zum Erschaffen eines Paars" bezeichneten
Kasten, wie es in 6 gezeigt ist.
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Im
folgenden wird auf 6 Bezug genommen. Die Paar-Erzeugungsparameter
werden im Block 410 initialisiert. Als nächstes werden
die Objekterzeugungsparameter aus Benutzereingaben im Block 412 gebildet.
Diese Parameter umfassen beispielsweise die Endpunkte, sofern der
Benutzer eine Linie erschafft, einen Mittelpunkt, sofern der Benutzer einen
Kreis erschafft, usw. Das Objekt wird unter Verwendung der Eingabeparameter
im Block 414 erzeugt und nach der Ausführung des Blocks 415 angezeigt.
Sofern die Erzeugung einer Schatten-Geometrie durch eine vorhergehende
Konfiguration ausgewählt
worden ist, wird die der angezeigten Objektart entsprechende Schatten-Geometrie
im Block 422 erzeugt und nach Ausführung des Blocks 424 angezeigt.
Wenn die Schatten-Geometrie
nicht ausgewählt
worden ist, wird der Pfad 420 genommen und die Ausführung endet.
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Im
folgenden wird auf 7 Bezug genommen, in der ein
Beispiel die Verarbeitungslogik zum Erstellen eines Linienobjekts
mit korrespondierender Schatten-Geometrie zeigt. Im Block 510 werden
die Endpunkt-Variablen für
das Linienobjekt initialisiert. Der erste Endpunkt (Punkt 1) wird
von einem Benutzer im Block 512 eingegeben. Punkt 1 wird
auf dem Anzeigebildschirm hervorgehoben (im Block 514). Der
zweite Endpunkt (Punkt 2) wird aus der Benutzereingabe im Block 516 gebildet.
Punkt 2 wird auf dem Anzeigebildschirm im Block 518 hervorgehoben. Eine
Linie wird zwischen Punkt 1 und Punkt 2 erstellt (Block 520).
Die Linie wird nach Ausführung
des Blocks 522 angezeigt. Wenn eine Schatten-Geometrie
durch vorhergehende Konfiguration ausgewählt worden ist, wird eine Achse
erstellt und im Block 530 angezeigt. Als nächstes wird
die einer Linienobjektart entsprechende Schatten-Geometrie (d.h.
zwei senkrechte Linien) im Block 532 erstellt und nach
Ausführung
des Blocks 532 angezeigt. Sofern die Schatten-Geometrie nicht ausgewählt worden
ist, wird der Pfad 526 genommen und die Ausführung endet.