JP3520118B2 - Projection diagram creation device - Google Patents
Projection diagram creation deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、3次元CADシステム
において、利用者に第3角法あるいは第1角法による投
影図を提供する投影図作成装置に関するものである。
【0002】投影図作成装置は、例えば、第3角法によ
る投影図(平面図,正面図および右側面図)上で、それ
ぞれの投影面に投影された物体の辺の寸法や投影図形の
配置の指定を受け取り、それぞれの投影図に図形を表す
線画を表示するとともに、これらの情報から3次元の立
体を表す情報を作成するものである。これにより、利用
者が、立体の創成や配置といった作業を従来の製図法に
近い感覚で進めることを可能としている。
【0003】また、投影図作成装置は、利用者が創成し
た立体の全体像を直観的に把握しやすいように、斜視図
を提供する機能も備えられている。
【0004】
【従来の技術】図5に、従来の投影図作成装置を備えた
3次元CADシステムの構成例を示す。
【0005】図5において、3次元CADシステムに備
えられたマウス301やキーボード302から入力され
た利用者の指示は、入力解釈部303を介して投影図作
成装置の図形データ作成部311に入力され、この図形
データ作成部311により、これらの指示に基づいて、
3次元図形を表す図形データが作成され、3次元CAD
システムの図形データ保持部304に保持される。
【0006】ここで、利用者は、マウス301などを操
作して、創成しようとする立体の投影図形の形状を示す
情報として、例えば、多角形の辺を表す線分の端点の座
標や線の種類などを入力すればよい。次に、利用者は、
例えば、底面に当たる投影図形と高さを示す投影図形と
をそれぞれ指定することにより、各投影面への投影図形
相互の関係を指定する情報を入力すればよい。
【0007】これらの情報に基づいて、上述した図形デ
ータ作成部311は、立体を表す図形データとして、例
えば、立体の全ての頂点の座標や各稜線の方向ベクト
ル,各面の法線ベクトルなどをそれぞれ算出し、図形デ
ータ保持部304に送出すればよい。
【0008】上述した投影図形の形状を示す情報は、こ
の図形データ作成部311に送出されるとともに、3次
元CADシステムに備えられた描画データ作成部305
に入力され、投影図形を表す線画データからなる描画デ
ータに変換されて、描画データ保持部306を介して描
画処理部307による描画処理に供される。
【0009】この描画処理部307は、描画データ保持
部306に格納された描画データに基づいて、各投影方
向に対応する投影図を構成する線分や曲線などを表す画
像データをそれぞれ作成し、フレームメモリ308の対
応する領域に書き込む構成となっている。
【0010】例えば、図3に示すように画面を4分割
し、左上の領域,左下の領域および右下の領域に、平面
図,正面図および側面図をそれぞれ表す画像データを書
き込めば、ディスプレイ装置309を介して、第3角法
に従った投影図を利用者に提供することができる。
【0011】また、利用者により、斜視図の表示が指示
されたときに、入力解釈部303は、図5に示した投影
図作成装置の射影処理部312に斜視図の作成を指示
し、これに応じて、射影処理部312は、マトリクス保
持部313に保持された斜視図用のローテーションマト
リクスを用いて、図形データ保持部304内の図形デー
タに含まれる立体の各頂点の座標を変換し、この変換結
果を描画データ作成部305に送出する構成となってい
る。
【0012】ここで、マトリクス保持部313は、第3
角法による各投影図の投影方向とそれぞれ所定の角度を
持った投影方向に対応するローテーションマトリクスを
斜視図用として保持しておけばよい。なお、人間の図形
認識に関する様々な研究や経験から、斜視図として適切
な投影方向が求められているから、この投影方向に対応
するローテーションマトリクスを上述したマトリクス保
持部313に保持しておけばよい。
【0013】この場合は、描画データ作成部305で得
られた斜視図を表す線画データの入力に応じて、描画処
理部307は、画面の右上に対応するフレームメモリ3
08の領域に作成した画像データを書き込めばよい。
【0014】また、3次元CADシステムには、図形モ
デルデータベース321が備えられており、基本的な立
体の形状をモデル化した図形プリミティブを立体の創成
作業に供する構成となっている。
【0015】この図形モデルデータベース321を利用
すれば、利用者はマウス301などの入力装置を介して
適切な図形プリミティブを指定するとともに、特徴とな
る辺の長さや半径などの諸元および配置を入力すること
により、立体を簡単に創成することができる。
【0016】この場合は、図形プリミティブの指定に応
じて、入力解釈部303により検索処理部322が起動
され、まず、該当する図形プリミティブの検索処理が行
われる。また、この検索処理で得られた図形プリミティ
ブと入力された特徴となる諸元とに基づいて、図形操作
部323により、図形の拡大/縮小や配置などの適切な
操作が行われ、この操作結果として得られる図形データ
が図形データ保持部304に送出され、投影図の作成処
理に供される。
【0017】このとき、投影図作成装置の射影処理部3
12は、マトリクス保持部313に保持された各投影方
向のローテーションマトリクスを用いて、上述した図形
データからそれぞれの投影図形を表す情報を求め、描画
データ作成部305に送出する構成となっている。ま
た、この描画データ作成部305で得られた各投影方向
の投影図形を表す線画データに基づいて、描画処理部3
07による上述した描画処理が行われ、ディスプレイ装
置309に投影図が表示される。
【0018】このように、3次元CADシステムにおい
ては、上述したようにして、投影図上で投影図形を書き
加えていったり、また、様々な図形プリミティブを組み
合わせたりして、複雑な形状の立体を創成することが可
能となっている。
【0019】ところで、投影図形を書き加えていく方法
は、図6(a) に示した直方体と円柱のように、投影面に
平行な面や軸を持つ立体同士を配置していく場合には、
利用者はそれぞれの図形の位置関係を直観的に把握する
ことができるので、効率的に作業を進めることができ
る。
【0020】しかし、例えば、図6(b) に示すように、
投影方向に対して傾斜した面に底面を接して円柱を配置
しようとした場合には、円柱の軸と投影方向とが成す角
を考慮して、投影図形の寸法を入力する必要がある。
【0021】このような傾斜した面への配置を実行する
ためのもう一つの方法としては、配置したい立体を別に
創成しておき、この立体の図形データと配置したい位置
とをそれぞれ指定して、図形操作部323により、図形
データの移動処理を行う方法がある。
【0022】この場合は、組み合わされる立体のそれぞ
れについて接触する面を指定し、それぞれの法線ベクト
ルを一致させるとともに、指定した面内の座標軸を回転
させることにより、所望の向きで立体を配置することが
できる。
【0023】このとき、図形操作部323は、利用者か
らの指示に応じて、図形の平行移動および回転に伴う処
理を行い、この処理結果に基づいて、図形データ保持部
304の内容を書き換える構成となっている。
【0024】上述したように、立体を別々に創成し、図
形操作部323による移動機能を利用して組み合わせる
場合は、組み合わせる立体の平行移動および回転をそれ
ぞれ指定することができ、配置の自由度が大きいので、
様々な配置を実現することができる。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の投影図作成装置は、あくまでも従来の製図法に従った
作図を補助することを目的としたものであり、固定され
た投影方向に対応する投影図しか作成することができな
かった。
【0026】このため、投影方向に対して垂直な面を基
準とした立体を既に創成した段階で、この立体に組み合
わせる別の立体として、投影方向に対して傾斜した面や
軸を基準とした立体を創成する作業は非常に困難であ
る。
【0027】一方、個々に立体を創成して移動機能を利
用して組み合わせる場合は、投影方向に平行な軸や投影
方向に垂直な面を基準として個々の立体を創成すること
ができるので、立体の創成作業は容易である。
【0028】しかしながら、これらの立体を所望の配置
に移動させる処理が必要となり、このために、それぞれ
の立体の基準軸や基準面の指定および移動ベクトルや回
転方向,回転量の指定が必要となる。この場合は、移動
ベクトルや回転方向には大きな自由度が設定されている
ため、それらの全てを利用者が入力して決定する必要が
あり、利用者の作業はかなり煩雑なものとなっている。
【0029】ところで、3次元CADにおいて頻繁に行
われる立体の配置作業は、図6(b)に示した例のよう
に、配置する立体の底面などを別の立体の底面あるいは
上面に接して配置するといった単純な事例が多く、立体
同士の配置の自由度として、上述した移動機能で設定さ
れているほど大きな自由度は必要とされていない。
【0030】すなわち、移動機能を利用して立体を配置
する作業では、移動機能に設定された自由度が無駄にな
ってしまう場合が多く、この無駄な自由度のために利用
者の作業負担が大きくなっている。
【0031】このため、立体の配置についての自由度を
制限して入力を単純化し、利用者の作業負担を軽減した
いという要望がある。このような課題は、例えば、基準
となる投影方向に対して傾斜した面の法線方向およびこ
の法線方向に直交する方向を投影方向として投影図を作
成し、このようにして得られた投影図を立体の創成作業
に供することによって、解決することができると考えら
れる。
【0032】本発明は、投影方向の変更を可能とした投
影図作成装置を提供することを目的とする。
【0033】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、立体
の形状を基準となる座標系において表す図形データが図
形データ保持手段101に保持されており、この図形デ
ータに基づいて、第1の作図手段102が、基準となる
座標系に対応する基準投影方向による投影図を作成し、
この投影図における投影図形の入力に応じて、図形デー
タ作成手段103が、投影図形で表される立体の図形デ
ータを作成して、図形データ保持手段101に格納する
構成の投影図作成装置において、任意の投影方向を示す
情報を指定投影方向を示す情報として入力する指定方向
入力手段111と、指定投影方向を示す情報と図形デー
タとに基づいて、指定投影方向に対応する投影面への投
影図形を作図する第2の作図手段112と、第1の作図
手段102による投影図と第2の作図手段112による
投影図とのいずれか一方を選択的に表示する表示手段1
13と、指定投影方向に対応する投影面における新たな
投影図形の入力に応じて、新たな投影図形を基準投影方
向に対応する投影面への投影図形に変換して、前記図形
データ作成手段102に送出する変換手段114と、第
1の作図手段101が、基準投影方向に対応する投影図
として、3面図とともに斜視図を作図する構成であり、
指定方向入力手段111は、斜視図において、立体を構
成する面のいずれかを指定面として入力する面指定手段
121と、斜視図において、指定面内の直線を指定する
直線指定手段122と、指定面の法線ベクトルと指定面
内の直線の方向ベクトルとに基づいて、指定投影方向を
示す3つの方向ベクトルを求めるベクトル算出手段12
3とを備えたことを特徴とする。
【0034】
【0035】
【作用】請求項1の発明は、指定方向入力手段111に
よって入力された指定投影方向に対応する投影図を第2
の作図手段112によって作成し、この第2の作図手段
112による投影図を第1の作図手段102による投影
図の代わりに表示手段113を介して表示することによ
り、任意の指定投影方向による投影図を利用者に提供す
ることができる。また、この指定投影方向に対応する投
影図において新たに投影図形が入力されたときに、変換
手段114は、この入力された投影図形を基準投影方向
に対応する投影面への投影図形に変換し、この投影図形
を図形データ作成手段103に送出する。これにより、
指定投影方向に対応する投影面において作図された投影
図形から基準となる座標系における図形データを作成す
ることができる。
【0036】すなわち、本発明によれば、既存の3次元
図形において基準となっている投影方向とは異なる投影
方向を指定して、利用者がこの投影方向に対応する投影
面における新たな3次元図形の投影図を作成することに
より、立体の創成作業を簡易化することができる。特
に、面指定手段121と直線指定手段122とからの入
力に応じてベクトル算出部123が動作することによ
り、既に創成した立体の面およびこの面内の直線を斜視
図上で指定することで、指定投影方向を示す方向ベクト
ルを得ることができる。例えば、面指定手段121によ
り、立体を配置しようとする面を指定すれば、この面に
垂直な方向からの投影図が得られ、この投影図上で配置
しようとする立体の底面の形状を指定することができ
る。
【0037】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図2は、本発明の投影図作成装置を
適用した3次元CADシステムの実施例構成図である。
【0038】図2において、投影図作成装置210は、
図5に示した投影図作成装置に、投影方向設定部21
1,マトリクス作成部212および指定マトリクス保持
部213を付加し、投影方向設定部211で設定された
投影方向に対応するローテーションマトリクスをマトリ
クス作成部212によって作成し、指定マトリクス保持
部213に保持して、投影図の作成処理に供する構成と
なっている。
【0039】投影方向設定部211は、投影方向入力手
段111に相当するものであり、入力解釈部303を介
して入力される利用者からの指示に基づいて、指定投影
方向を示すベクトルを求めて、マトリクス作成部212
に送出する構成となっている。
【0040】例えば、投影方向設定部211は、斜視図
で表された面およびその面上の直線(例えば、多角形の
辺など)を指定する情報の入力に応じて、図形データ保
持部304を参照し、該当する面(以下、指定面と称す
る)の法線ベクトルおよび指定された直線(以下、指定
直線と称する)の方向ベクトルを検索し、この法線ベク
トルおよび方向ベクトルとこれらのベクトルに直交する
方向ベクトルとを求めればよい。
【0041】ここで、入力解釈部303は、利用者から
投影方向を変更する旨が指示されたときに、利用者がマ
ウス301などを操作して指定した点の位置に基づい
て、該当する面および直線を判定し、これらを指定する
情報を投影方向設定部211に送出する構成となってい
る。すなわち、マウス301および入力解釈部303と
上述した投影方向設定部211とによって、請求項2で
述べた指定面入力手段121,指定直線入力手段122
およびベクトル算出手段123の機能を実現する構成と
なっている。
【0042】この場合は、例えば、図3に示す斜視図に
おいて斜線を付して示した四角形とその一辺(図3にお
いて矢印を付して示す)とをそれぞれ指定面および指定
直線として指定することにより、所望の投影方向を簡単
に入力し、マトリクス作成部212によるローテーショ
ンマトリクスの作成処理に供することができる。
【0043】上述した指定投影方向を示すベクトルの入
力に応じて、マトリクス作成部212は、指定投影方向
による平面図,正面図および側面図のそれぞれに対応し
て、ローテーションマトリクスR1 ,R2 ,R3 を作成
すればよい。
【0044】ここで、例えば、図3において斜線を付し
て示した指定面の法線ベクトルA1(a1,a2,a3)で示
される方向から見た投影図を平面図とし、指定直線の方
向ベクトルB1(b1,b2,b3)と指定面の法線ベクトルA
1 との両方に垂直な方向ベクトルC1(c1,c2,c3)で示
される方向から見た投影図を正面図とすれば、上述した
ローテーションマトリクスR1 ,R2 ,R3 は、式〜
式のようにそれぞれ表される。
【0045】
【数1】
【0046】
【数2】
【0047】
【数3】
【0048】また、図2において、モード切換部214
は、入力解釈部303から投影方向の変更が指示された
旨が通知されたときに、射影処理部312および図形デ
ータ作成部311にモード切替え信号を送出して、これ
らの各部の動作を制御する構成となっている。
【0049】このモード切替え信号に応じて、射影処理
部312は、指定マトリクス保持部213に保持された
指定投影方向に対応するローテーションマトリクスを選
択し、指定投影方向それぞれに対応する投影形状を表す
情報を作成すればよい。
【0050】すなわち、これらのローテーションマトリ
クスを用いて図形データで示される立体の各頂点の座標
変換を行い、指定投影方向それぞれに対応する投影面へ
の射影を求めて、描画データ作成部305に送出すれば
よい。
【0051】また、このようにして得られた指定投影方
向に対応する投影図形の形状に関する情報に基づいて、
描画データ作成部305が描画データの作成処理を実行
すれば、指定投影方向に対応する3つの投影図形を表す
描画データが得られる。
【0052】このように、モード切換部214の指示に
応じて、射影処理部312が指定マトリクス保持部21
3内のローテーションマトリクスを利用して射影処理を
行い、この射影処理結果に基づいて、描画データ作成部
305が描画データを作成することにより、第2の作図
手段112の機能を果たし、指定投影方向に対応する投
影図形の形状を表す情報を得ることができる。
【0053】したがって、これらの投影図形を表す線画
データを描画データ保持部306を介して描画処理部3
07に送出し、従来と同様の描画処理によって得られた
画像データを用いて、フレームメモリ308の平面図,
正面図,側面図に対応する領域をそれぞれ書き換えれ
ば、表示手段113に相当するディスプレイ装置309
により、指定投影方向による投影図の表示指示に応じ
て、図4に示すような指定投影方向に対応する投影図を
選択的に表示することができる。
【0054】この場合は、斜視図を変更する必要はない
ので、フレームメモリ308の斜視図に対応する領域は
書き換えずにそのまま保持しておけばよい。なお、通常
の場合には、射影処理部312がマトリクス保持部21
3に保持されたローテーションマトリクスを利用して射
影処理を行うことにより、請求項1で述べた第2の作図
手段102の斜視図作成機能が果たされている。但し、
上述した実施例においては、入力解釈部303を介して
入力される投影図形の特徴を示す情報に基づいて、直接
に描画データ作成部305が線画データの作成処理を行
うことにより、第1の作図手段102の3面図作成機能
が果たされ、基準投影方向による3面図と斜視図とがデ
ィスプレイ装置309によって選択的に表示される。
【0055】次に、このようにして得られた指定方向に
対応する投影図において、新たな立体を創成する方法に
ついて説明する。ここで、上述した指定投影方向に対応
する投影図を利用して立体を創成する場合には、利用者
が入力した画面上の座標は、指定投影方向に対応する座
標系(以下、指定座標系と称する)における座標であ
る。一方、立体の形状を表す図形データは、基準投影方
向に対応する座標系(以下、基準座標系と称する)で表
す必要があるから、利用者によって、創成すべき立体の
投影図形を示す情報として入力された線分の端点や円の
中心などの座標は、基準座標系における座標に変換する
必要がある。
【0056】上述したマトリクス作成部212は、投影
方向設定部211からの指定投影方向の入力に応じて、
平面図,正面図および側面図に対応するローテーション
マトリクスを作成するとともに、指定座標系から基準座
標系への変換に必要なローテーションマトリクスを作成
する。
【0057】ここで、この変換に必要なローテーション
マトリクスRT は、上述した3つの方向ベクトルA1,B
1,C1 からなるローテーションマトリクスR4 の逆行列
として得ることができる。したがって、マトリクス作成
部212は、上述したローテーションマトリクスR4 を
作成したのちに、このローテーションマトリクスR4の
逆行列を求め、得られた逆行列をローテーションマトリ
クスRT として、変換マトリクス保持部215に格納す
ればよい。
【0058】また、図2において、変換処理部216
は、上述したモード切替え信号の入力に応じて動作し、
入力解釈部303を介して入力される線分の端点や円の
中心などの座標と上述したローテーションマトリクスR
T とを乗算し、この乗算結果を図形データ作成手段10
2に相当する図形データ作成部311に送出する構成と
なっている。
【0059】このように、モード切替え信号に応じて、
変換マトリクス保持部215と変換処理部216とが動
作することにより、変換手段114の機能を実現し、変
換結果を図形データ作成部311に送出することによ
り、指定投影方向に対応する投影図において作成した投
影図形に基づいて、基準座標系における立体を表す図形
データを得ることができる。
【0060】この場合に、この図形データ作成部311
は、モード切替え信号の入力に応じて、入力解釈部30
3からの座標の代わりに、上述した変換処理部216か
らの座標を投影図形の形状を示す情報として受け取り、
従来と同様にして、図形データの作成処理を実行すれば
よい。
【0061】これにより、例えば、図4に点線で示すよ
うに、指定投影方向に対応する投影図における投影図形
として、指定投影方向による平面図および正面図に円形
と長方形とをそれぞれ作図し、これらの投影図形の関係
(すなわち、指定投影方向による平面図における円を底
面とし、長方形の長辺を高さとする円柱である)を指定
することで、図3に示した傾斜した面に底面を接して所
望の円柱を配置した立体の図形データを得ることができ
る。
【0062】このように、本発明によれば、基準投影方
向に対して傾斜した指定投影方向に対応する投影図を作
成し、この投影図上で投影図形の形状を指定することに
より、基準座標系における立体を表す図形データを得る
ことができるから、基準座標系において傾斜した面上に
別の立体を配置する作業を簡単に行うことができる。
【0063】したがって、移動機能を利用して立体の配
置を行う場合のように、配置の自由度を持て余すことは
なく、逆に配置の制限を利用して、3次元CADシステ
ムの利用者の作業負担を大幅に軽減することが可能とな
り、効率よく設計作業を進めることが可能となる。
【0064】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、任意の指
定投影方向による投影図を作成し、立体の創成作業に供
することができ、また、この指定投影方向による投影図
上で指定された投影図形を基準投影方向による投影図形
に変換し、基準となる座標系における図形データを作成
することができる。したがって、指定投影方向による投
影図上において投影図形の形状を指定することによっ
て、基準投影方向に対して傾斜した面に新しい立体を配
置する作業を簡易に進めることが可能となり、利用者の
作業負担を大幅に軽減し、設計作業の効率を飛躍的に向
上することができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection drawing creating apparatus for providing a user with a projection based on a third angle method or a first angle method in a three-dimensional CAD system. Things. [0002] For example, on a projection diagram (plan view, front view, and right side view) based on the third angle method, a projection diagram creating apparatus arranges the dimensions of the sides of the object projected on the respective projection surfaces and the arrangement of the projected figures. , A line drawing representing a figure is displayed on each projection, and information representing a three-dimensional solid is created from the information. As a result, it is possible for the user to proceed with operations such as creation and arrangement of a three-dimensional object with a feeling similar to a conventional drawing method. [0003] The projection drawing apparatus is also provided with a function of providing a perspective view so that the user can easily and intuitively grasp the whole image of the solid created by the user. FIG. 5 shows a configuration example of a three-dimensional CAD system provided with a conventional projection drawing apparatus. In FIG. 5, a user's instruction input from a mouse 301 or a keyboard 302 provided in a three-dimensional CAD system is input to a graphic data generating unit 311 of a projection drawing generating apparatus via an input interpreting unit 303. Based on these instructions, the graphic data creation unit 311
Graphic data representing a three-dimensional figure is created, and a three-dimensional CAD
It is held in the figure data holding unit 304 of the system. [0006] Here, the user operates the mouse 301 or the like, and as information indicating the shape of the three-dimensional projected figure to be created, for example, the coordinates of the end points of the line segments representing the sides of the polygon or the lines. What is necessary is just to input a kind etc. Next, the user:
For example, by designating a projected figure corresponding to the bottom surface and a projected figure indicating the height, information for designating the relationship between the projected figures on each projection plane may be input. On the basis of these information, the above-mentioned graphic data creating section 311 generates, as graphic data representing a solid, for example, coordinates of all vertices of the solid, direction vectors of each ridge line, normal vectors of each surface, and the like. What is necessary is just to calculate each of them and send them to the graphic data holding unit 304. [0008] The information indicating the shape of the above-mentioned projected figure is sent to the figure data creating section 311 and the drawing data creating section 305 provided in the three-dimensional CAD system.
The image data is converted into drawing data composed of line drawing data representing a projected figure, and is provided for drawing processing by a drawing processing unit 307 via a drawing data holding unit 306. The drawing processing unit 307 creates image data representing lines, curves, and the like constituting a projection diagram corresponding to each projection direction based on the drawing data stored in the drawing data holding unit 306. The configuration is such that writing is performed in a corresponding area of the frame memory 308. For example, as shown in FIG. 3, a screen is divided into four parts, and image data representing a plan view, a front view, and a side view are written in an upper left area, a lower left area, and a lower right area, respectively. Via 309, a projection according to the third angle method can be provided to the user. When the user gives an instruction to display a perspective view, the input interpreting section 303 instructs the projection processing section 312 of the projection view creating apparatus shown in FIG. 5 to create a perspective view. In accordance with, the projection processing unit 312 uses the rotation matrix for the perspective view held in the matrix holding unit 313 to convert the coordinates of each vertex of the solid included in the graphic data in the graphic data holding unit 304, The conversion result is sent to the drawing data creation unit 305. In this case, the matrix holding section 313
A rotation matrix corresponding to the projection direction of each projection view based on the angle method and a projection direction having a predetermined angle may be stored for the perspective view. It should be noted that since an appropriate projection direction is obtained as a perspective view from various researches and experiences regarding human figure recognition, a rotation matrix corresponding to this projection direction may be stored in the matrix storage unit 313 described above. . In this case, in response to input of line drawing data representing a perspective view obtained by the drawing data creation unit 305, the drawing processing unit 307 causes the frame memory 3 corresponding to the upper right of the screen to correspond to
What is necessary is just to write the created image data in the area 08. Further, the three-dimensional CAD system is provided with a graphic model database 321 and is configured to provide a graphic primitive in which a basic three-dimensional shape is modeled to a three-dimensional creation operation. Using this graphic model database 321, the user specifies an appropriate graphic primitive through an input device such as the mouse 301, and inputs specifications and arrangements such as the length and radius of the characteristic side. By doing so, it is possible to easily create a solid. In this case, a search processing unit 322 is started by the input interpretation unit 303 in accordance with the designation of the graphic primitive, and first, a search processing of the corresponding graphic primitive is performed. Further, based on the figure primitive obtained by the search processing and the input feature data, an appropriate operation such as enlargement / reduction and arrangement of the figure is performed by the figure operation unit 323. The graphic data obtained as is sent to the graphic data holding unit 304, and is subjected to a projection drawing creating process. At this time, the projection processing unit 3 of the projection diagram creating apparatus
Reference numeral 12 denotes a configuration in which, using the rotation matrix in each projection direction held in the matrix holding unit 313, information representing each projected figure is obtained from the above-described figure data and transmitted to the drawing data creation unit 305. Further, based on the line drawing data representing the projected figure in each projection direction obtained by the drawing data creation unit 305, the drawing processing unit 3
07, the above-described drawing processing is performed, and a projection view is displayed on the display device 309. As described above, in a three-dimensional CAD system, as described above, a projected figure is added on a projection view, and various primitives are combined to form a three-dimensional object having a complicated shape. It is possible to create. By the way, a method of adding a projection figure is a method for arranging solids having planes and axes parallel to the projection plane, such as a rectangular parallelepiped and a cylinder shown in FIG. ,
Since the user can intuitively grasp the positional relationship between the respective figures, the user can work efficiently. However, for example, as shown in FIG.
When a cylinder is to be arranged with its bottom surface in contact with a plane inclined with respect to the projection direction, it is necessary to input the dimensions of the projected figure in consideration of the angle between the axis of the cylinder and the projection direction. As another method for executing the arrangement on the inclined surface, a solid to be arranged is separately created, and the figure data of the solid and the position to be arranged are designated, respectively. There is a method of performing a moving process of graphic data by the graphic operation unit 323. In this case, a solid is arranged in a desired direction by designating a contact surface for each of the solids to be combined, making the normal vectors coincide with each other, and rotating a coordinate axis in the specified surface. be able to. At this time, the graphic operation unit 323 performs processing associated with the parallel movement and rotation of the graphic in response to an instruction from the user, and rewrites the contents of the graphic data holding unit 304 based on the processing result. It has become. As described above, when solids are separately created and combined using the movement function of the graphic operation unit 323, the translation and rotation of the combined solids can be specified, and the degree of freedom of arrangement can be increased. Because it ’s big
Various arrangements can be realized. As described above, the conventional projection drawing apparatus is intended only to assist drawing according to the conventional drawing method, and has a fixed projection drawing method. Only a projection corresponding to the direction could be created. Therefore, when a solid based on a plane perpendicular to the projection direction has already been created, another solid combined with the solid is a solid based on a plane or axis inclined with respect to the projection direction. Is very difficult to create. On the other hand, when individual solids are created and combined using the moving function, individual solids can be created based on an axis parallel to the projection direction or a plane perpendicular to the projection direction. Is easy to create. However, it is necessary to perform a process of moving these solids to a desired arrangement. For this reason, it is necessary to specify a reference axis and a reference plane of each solid and to specify a movement vector, a rotation direction, and a rotation amount. . In this case, since a large degree of freedom is set for the movement vector and the rotation direction, it is necessary for the user to input and determine all of them, and the work of the user is considerably complicated. . By the way, as shown in FIG. 6B, the operation of frequently arranging a solid in three-dimensional CAD is performed by arranging a bottom surface of a solid to be arranged in contact with a bottom surface or an upper surface of another solid. There are many simple cases such as the case where the three-dimensional objects are arranged, and the degree of freedom of the arrangement of the three-dimensional objects is not required as large as the degree of freedom set by the above-described movement function. That is, in the work of arranging a three-dimensional object using the moving function, the degree of freedom set for the moving function is often wasted, and the work burden on the user is reduced due to the useless degree of freedom. It is getting bigger. For this reason, there is a demand for simplifying the input by limiting the degree of freedom in the arrangement of the three-dimensional object and reducing the work load on the user. Such a problem can be solved, for example, by creating a projection view with a normal direction of a surface inclined with respect to a reference projection direction and a direction orthogonal to the normal direction as a projection direction, and obtaining a projection obtained in this manner . It is considered that the problem can be solved by providing the figure for the creation of a solid. [0032] It is an object of the present invention to provide a projection drawing making apparatus capable of changing a projection direction. According to the first aspect of the present invention, graphic data representing a three-dimensional shape in a coordinate system serving as a reference is stored in a graphic data storing means 101, and based on the graphic data. , The first drawing means 102 creates a projection view in a reference projection direction corresponding to a reference coordinate system,
In response to the input of a projected figure in the projected figure, the figure data creating means 103 creates three-dimensional figure data represented by the projected figure and stores it in the figure data holding means 101. A designated direction input unit 111 for inputting information indicating an arbitrary projection direction as information indicating a designated projection direction; and a projection pattern onto a projection plane corresponding to the designated projection direction based on the information indicating the designated projection direction and the graphic data. And a display unit 1 for selectively displaying one of a projection view by the first plotting means 102 and a projection view by the second plotting means 112.
13 and a new projected figure on the projection plane corresponding to the designated projection direction is converted into a projected figure on the projection plane corresponding to the reference projection direction according to the input of the new projected figure on the projection plane. Conversion means 114 for sending the
1 is a projection drawing corresponding to the reference projection direction.
It is a configuration that draws a perspective view along with three views,
The designated direction input unit 111 composes a solid in the perspective view.
Surface designating means for inputting any of the surfaces to be formed as the designated surface
In 121 and the perspective view, a straight line in a designated plane is designated.
Straight line designating means 122, normal vector of designated plane and designated plane
The specified projection direction based on the direction vector of the straight line in
Vector calculation means 12 for obtaining three direction vectors shown
3 is provided. According to the first aspect of the present invention, the projection view corresponding to the designated projection direction input by the designated direction input means 111 is displayed in the second direction.
By displaying the projection by the second plotting means 112 via the display 113 instead of the projection by the first plotting means 102, a projection in an arbitrary designated projection direction is created. Can be provided to the user. When a new projection figure is input in the projection view corresponding to the designated projection direction , the conversion is performed.
Means 114 sets the input projection figure in the reference projection direction.
Into a projected figure of the projection surface corresponding to, the projected figure
Is sent to the graphic data creating means 103 . This allows
From the projected figure drawn on the projection plane corresponding to the designated projection direction , figure data in the reference coordinate system can be created. That is, according to the present invention, a projection direction different from the reference projection direction in an existing three-dimensional figure is designated, and the user can create a new three-dimensional image on the projection plane corresponding to this projection direction. By creating a projection of the figure, the creation of a solid can be simplified. Special
In addition, the vector calculation unit 123 operates in response to inputs from the plane designating unit 121 and the line designating unit 122, thereby designating the already created three-dimensional plane and the straight line in this plane on a perspective view, A direction vector indicating the designated projection direction can be obtained. For example, if the surface on which the solid is to be arranged is designated by the surface designating means 121, a projection view from a direction perpendicular to this surface is obtained, and the shape of the bottom surface of the solid to be arranged on this projection view is designated. can do. Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of a three-dimensional CAD system to which the projection drawing creating apparatus of the present invention is applied. Referring to FIG. 2, the projection diagram creation device 210
The projection diagram creation device shown in FIG.
1, a matrix creation unit 212 and a designated matrix holding unit 213 are added, a rotation matrix corresponding to the projection direction set by the projection direction setting unit 211 is created by the matrix creation unit 212, and held in the designated matrix holding unit 213. , For the projection drawing creation process. The projection direction setting unit 211 corresponds to the projection direction input unit 111, and obtains a vector indicating the designated projection direction based on an instruction from the user input via the input interpretation unit 303. , Matrix creation unit 212
Is transmitted to For example, the projection direction setting unit 211 operates the graphic data holding unit 304 in response to input of information specifying a plane represented by a perspective view and a straight line (for example, a side of a polygon) on the plane. With reference to the normal vector and the direction vector of a specified straight line (hereinafter referred to as a specified straight line) of a corresponding plane (hereinafter referred to as a designated plane), the normal vector and the direction vector and these vectors are searched. An orthogonal direction vector may be obtained. Here, when the user instructs to change the projection direction, the input interpreting unit 303 determines the corresponding plane based on the position of the point designated by operating the mouse 301 or the like by the user. And a straight line is determined, and information designating these is sent to the projection direction setting unit 211. That is, the designated plane input unit 121 and the designated straight line input unit 122 described in claim 2 are operated by the mouse 301, the input interpretation unit 303, and the projection direction setting unit 211.
And the function of the vector calculation means 123 is realized. In this case, for example, in the perspective view shown in FIG. 3, a hatched rectangle and one side thereof (indicated by an arrow in FIG. 3) are designated as designated surfaces and designated straight lines, respectively. Accordingly, a desired projection direction can be easily input and provided for the rotation matrix creation processing by the matrix creation unit 212. In response to the input of the above-mentioned vector indicating the designated projection direction, the matrix creating section 212 rotates the rotation matrices R 1 , R 2 , it is sufficient to create a R 3. Here, for example, a projection view as viewed from a direction indicated by a normal vector A 1 (a 1, a 2, a 3 ) of the designated surface indicated by hatching in FIG. Direction vector B 1 (b 1, b 2, b 3 ) of the specified straight line and normal vector A of the specified surface
If the projection viewed from the direction indicated by the direction vector C 1 (c 1, c 2, c 3 ) perpendicular to both 1 is a front view, the above rotation matrices R 1 , R 2 , and R 3 are ,formula~
Each is represented as an expression. [Mathematical formula-see original document] ## EQU2 ## (Equation 3) In FIG. 2, the mode switching unit 214
Sends a mode switching signal to the projection processing unit 312 and the graphic data creation unit 311 when the input interpretation unit 303 notifies that the change of the projection direction has been instructed, and controls the operations of these units. It has a configuration. In response to the mode switching signal, the projection processing unit 312 selects a rotation matrix corresponding to the designated projection direction held in the designated matrix holding unit 213, and outputs information representing the projection shape corresponding to each designated projection direction. Should be created. That is, by using these rotation matrices, the coordinates of each vertex of the three-dimensional object represented by the graphic data are converted, the projection onto the projection plane corresponding to each of the designated projection directions is obtained, and sent to the drawing data creation unit 305. do it. Further, based on the information on the shape of the projected figure corresponding to the designated projection direction obtained in this way,
When the drawing data creation unit 305 executes the drawing data creation processing, the drawing data representing the three projected figures corresponding to the designated projection direction is obtained. As described above, in response to the instruction from the mode switching unit 214, the projection processing unit 312 causes the designated matrix holding unit 21
The projection processing is performed by using the rotation matrix in No. 3, and the drawing data creation unit 305 creates the drawing data based on the result of the projection processing. Can be obtained. Therefore, the line drawing data representing these projected figures is transferred to the drawing processing unit 3 via the drawing data holding unit 306.
07, using the image data obtained by the same drawing processing as in the past,
By rewriting the areas corresponding to the front view and the side view, respectively, the display device 309 corresponding to the display means 113 is obtained.
Accordingly, a projection view corresponding to the designated projection direction as shown in FIG. 4 can be selectively displayed according to a display instruction of the projection view in the designated projection direction. In this case, there is no need to change the perspective view, and the area corresponding to the perspective view of the frame memory 308 may be retained without being rewritten. Incidentally, in the normal case, the projection processing unit 312
By performing the projection processing using the rotation matrix held in the third drawing means, the perspective drawing creation function of the second drawing means 102 described in claim 1 is fulfilled. However,
In the embodiment described above, the drawing data creation unit 305 directly performs the creation processing of the line drawing data based on the information indicating the characteristic of the projection graphic input via the input interpretation unit 303, thereby performing the first drawing. The three-view drawing function of the means 102 is performed, and the three-view drawing and the perspective view in the reference projection direction are selectively displayed by the display device 309. Next, a method for creating a new solid in the projection view corresponding to the designated direction obtained as described above will be described. Here, when creating a solid using the projection view corresponding to the above-mentioned designated projection direction, the coordinates on the screen input by the user correspond to the coordinate system corresponding to the designated projection direction (hereinafter, designated coordinate system). ). On the other hand, since the graphic data representing the three-dimensional shape needs to be represented by a coordinate system corresponding to the reference projection direction (hereinafter, referred to as a reference coordinate system), the user designates information indicating the three-dimensional projection graphic to be created by the user. Coordinates such as the end points of the input line segment and the center of the circle need to be converted to coordinates in the reference coordinate system. The matrix creating unit 212 described above responds to the input of the designated projection direction from the projection direction setting unit 211,
A rotation matrix corresponding to the plan view, the front view, and the side view is created, and a rotation matrix required for conversion from the designated coordinate system to the reference coordinate system is created. Here, the rotation matrix R T required for this conversion is based on the above-described three direction vectors A 1, B
It can be obtained as an inverse matrix of a rotation matrix R 4 composed of 1, C 1 . Thus, the matrix creation unit 212, stored in After creating a rotation matrix R 4 described above, the inverse matrix of the rotation matrix R 4 determined, the resulting inverse matrix as a rotation matrix R T, the transformation matrix holding unit 215 do it. In FIG. 2, the conversion processing unit 216
Operates according to the input of the mode switching signal described above,
The coordinates of the end point of the line segment or the center of the circle input through the input interpretation unit 303 and the rotation matrix R
T and multiply the result of the multiplication by T
2 is transmitted to the graphic data creation unit 311 corresponding to the second data. As described above, according to the mode switching signal,
By operating the conversion matrix holding unit 215 and the conversion processing unit 216, the function of the conversion unit 114 is realized, and the conversion result is sent to the graphic data generation unit 311, so that the conversion result is created in the projection view corresponding to the designated projection direction. Graphic data representing a solid in the reference coordinate system can be obtained on the basis of the projected graphic. In this case, the graphic data creation unit 311
Is input interpreter 30 according to the input of the mode switching signal.
3, the coordinates from the conversion processing unit 216 described above are received as information indicating the shape of the projected figure,
In the same manner as in the related art, the process of creating graphic data may be performed. Accordingly, as shown by the dotted line in FIG. 4, for example, a circle and a rectangle are drawn in a plan view and a front view in the designated projection direction as projection figures in the projection view corresponding to the designated projection direction. (I.e., a cylinder whose bottom is a circle in a plan view in the designated projection direction and whose height is the long side of the rectangle), the bottom surface is in contact with the inclined surface shown in FIG. Thus, three-dimensional graphic data in which a desired column is arranged can be obtained. As described above, according to the present invention, the projection map corresponding to the designated projection direction inclined with respect to the reference projection direction is created, and the shape of the projection figure is designated on the projection map, thereby obtaining the reference coordinates. Since graphic data representing a solid in the system can be obtained, an operation of arranging another solid on an inclined surface in the reference coordinate system can be easily performed. Therefore, unlike the case where the three-dimensional arrangement is performed by using the movement function, the degree of freedom of the arrangement is not excessive, and on the contrary, the work of the user of the three-dimensional CAD system is performed by using the restriction of the arrangement. The burden can be greatly reduced, and the design work can be efficiently advanced. As described above, according to the present invention, it is possible to create a projection view in an arbitrary designated projection direction and to use it for creating a three-dimensional object. The designated projection figure can be converted into a projection figure in the reference projection direction, and figure data in a reference coordinate system can be created. Therefore, by designating the shape of the projected figure on the projection view in the designated projection direction, the work of arranging a new solid on a surface inclined with respect to the reference projection direction can be easily performed, and the user's work burden Can be greatly reduced, and the efficiency of design work can be dramatically improved.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理ブロック図である。
【図2】本発明の投影図作成装置を適用した3次元CA
Dシステムの実施例構成図である。
【図3】基準投影方向による投影図の例を示す図であ
る。
【図4】指定投影方向による投影図の例を示す図であ
る。
【図5】従来の投影図作成装置を適用した3次元CAD
システムの実施例構成図である。
【図6】立体同士の配置の例を示す図である。
【符号の説明】
101 図形データ保持手段
102 第1の作図手段
103 図形データ作成手段
111 指定方向入力手段
112 第2の作図手段
113 表示手段
114 変換手段
210 投影図作成装置
211 投影方向設定部
212 マトリクス作成部
213 指定マトリクス保持部
214 モード切換部
215 変換マトリクス保持部
216 変換処理部
301 マウス
302 キーボード
303 入力解釈部
304 図形データ保持部
305 描画データ作成部
306 描画データ保持部
307 描画処理部
308 フレームメモリ
309 ディスプレイ装置
311 図形データ作成部
312 射影処理部
313 マトリクス保持部
321 図形モデルデータベース
322 検索処理部
323 図形操作部BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a principle block diagram of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating a three-dimensional CA to which a projection diagram creation apparatus according to the present invention is applied;
FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of a D system. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a projection diagram in a reference projection direction. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a projection diagram in a designated projection direction. FIG. 5 shows a three-dimensional CAD to which a conventional projection drawing creating apparatus is applied.
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a system. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an arrangement of solids. DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Graphic data holding means 102 First drawing means 103 Graphic data creation means 111 Designated direction input means 112 Second drawing means 113 Display means 114 Transformation means 210 Projection drawing creation device 211 Projection direction setting unit 212 Matrix Creation unit 213 Designation matrix holding unit 214 Mode switching unit 215 Conversion matrix holding unit 216 Conversion processing unit 301 Mouse 302 Keyboard 303 Input interpretation unit 304 Graphic data holding unit 305 Drawing data creation unit 306 Drawing data holding unit 307 Drawing processing unit 308 Frame memory 309 Display device 311 Graphic data creation unit 312 Projection processing unit 313 Matrix holding unit 321 Graphic model database 322 Search processing unit 323 Graphic operation unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 17/50 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G06F 17/50
Claims (1)
表す図形データが図形データ保持手段に保持されてお
り、この図形データに基づいて、第1の作図手段が、前
記基準となる座標系に対応する基準投影方向による投影
図を作成し、この投影図における投影図形の入力に応じ
て、図形データ作成手段が、前記投影図形で表される立
体の図形データを作成して、前記図形データ保持手段に
格納する構成の投影図作成装置において、 任意の投影方向を示す情報を指定投影方向を示す情報と
して入力する指定方向入力手段と、 前記指定投影方向を示す情報と前記図形データとに基づ
いて、前記指定投影方向に対応する投影面への投影図形
を作図する第2の作図手段と、 前記第1の作図手段による投影図と前記第2の作図手段
による投影図とのいずれか一方を選択的に表示する表示
手段と、 前記指定投影方向に対応する投影面における新たな投影
図形の入力に応じて、前記新たな投影図形を前記基準投
影方向に対応する投影面への投影図形に変換して、前記
図形データ作成手段に送出する変換手段とを備え、前記第1の作図手段が、前記基準投影方向に対応する投
影図として、3面図とともに斜視図を作図する構成であ
り、 前記指定方向入力手段は、 前記斜視図において、立体を構成する面のいずれかを指
定面として入力する面指定手段と、 前記斜視図において、前記指定面内の直線を指定する直
線指定手段と、 前記指定面の法線ベクトルと前記指定面内の直線の方向
ベクトルとに基づいて、指定投影方向を示す3つの方向
ベクトルを求めるベクトル算出手段とを備えた構成であ
ることを特徴とする投影図作成装置。 (57) [Claims 1] Graphic data representing a three-dimensional shape in a coordinate system as a reference is stored in graphic data storing means, and first drawing means based on the graphic data. Creates a projection diagram in a reference projection direction corresponding to the reference coordinate system, and, in response to an input of a projection diagram in the projection diagram, a diagram data creating means, wherein a three-dimensional diagram data represented by the projection diagram is displayed. And a designated direction input unit for inputting information indicating an arbitrary projection direction as information indicating a designated projection direction, and indicating the designated projection direction. Second drawing means for drawing a figure to be projected on a projection plane corresponding to the designated projection direction based on the information and the figure data; and a projection drawing by the first drawing means and the second drawing hand. Display means for selectively displaying any one of the projection figures according to the above, and in response to the input of a new projection figure on the projection plane corresponding to the designated projection direction, the new projection figure corresponds to the reference projection direction. Conversion means for converting the figure into a figure to be projected on the projection plane to be transmitted to the figure data creating means, and wherein the first drawing means makes a projection corresponding to the reference projection direction.
This is a configuration that draws a perspective view together with the three views as a shadow view.
In the perspective view, the designated direction input means points to one of the surfaces forming the solid.
Surface designation means for inputting as a fixed surface, and a straight line designating a straight line within the designated surface in the perspective view.
A line specifying means, a normal vector of the specified surface, and a direction of a straight line in the specified surface
Three directions indicating the specified projection direction based on the vector
Vector calculation means for obtaining a vector.
A projection diagram creating apparatus, characterized in that:
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JP23883194A JP3520118B2 (en) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | Projection diagram creation device |
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