JP4046370B2 - ３次元形状の作図方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は３次元形状の作図方法に関し、特にマウスやキーボードなどの２次元的入力装置しか持たない現在のコンピュータ上で動作する３次元ＣＡＤ（コンピュータ援用設計）システムにおいて３次元のモデル（設計データ）を２次元的入力手段にて入力するようにした３次元形状の作図方法に関する。
【０００２】
近年、３次元ＣＡＤシステムでは、３次元形状の入力のし易さを追求し、エンドユーザ（設計者自身）でも簡単に、かつ直観的に入力できる機能が求められている。
【０００３】
【従来の技術】
一般的に、３次元形状を２次元的入力装置で入力することは難しく、一種の熟練技術が必要とされている。それぞれのシステムによって、入力方法が異なるため、トレーニングなしに、だれでもが３次元形状の入力操作を行うことは非常に難しい現状にある。
【０００４】
３次元の形状を作図する際の従来の入力方法としては、たとえば、３次元座標値を直接入力する座標入力方法がある。これは、座標入力された座標値を線で繋いで３次元形状を作っていく原始的な方法である。スイープまたはスイングと呼ばれる方法は、２次元のＣＡＤ的操作によって、まず、輪郭線を作成し、その輪郭線をある方向に移動または回転させた場合の軌跡によって３次元の形状を作成するものである。また、ＣＳＧ（Constructive Solid Geometry）またはフィーチャと呼ばれる方法は、あらかじめ定義された直方体や円柱などの比較的単純な形状の基本立体、すなわち、プリミティブを組み合わせることによって３次元の形状を作成していくものである。いずれの方法も、たとえば曲面など、すべての物体の形状を完全に表現することができるものではない。さらに、３次元の形状を３面図から起こす方法もある。これは、あらかじめ作成された３面図を基に各面の同一点に相当する座標を指示することで自動的に３次元化した形状を作成するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常、設計者は、２次元の図面の入力方法に関しては、知識もあるし、訓練されている。しかし、３次元で設計を行う場合は、新たに上記のような従来の入力方法での設計方法を習得しなくてはならず、時間と労力を要するという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、３次元モデルを分かりやすい操作によって、すなわち、２次元のＣＡＤ的３面図作成操作によって生成することができる３次元形状の作図方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
図１は上記目的を達成する本発明方法の原理説明図である。
本発明の３次元形状の作図方法によれば、１つの画面上に３つの面をＬ字状に配置して表示し、その３つの面上にそれぞれ平面図、正面図および側面図の３面図を作成することで３次元形状を作図していくとき、まず、第１の面上に図形をあらかじめ作図する（ステップＳ１）。次いで、隣接する第１の面および第２の面を通過するヘアカーソルを使用して、第１の面の図形の第１の要素と特定の関係を持たせた第１の作図点を第２の面上に定義し（ステップＳ２）、第２の面上にヘアカーソルによって第１の面の図形の第１の要素と特定の関係を持たせた第２の作図点を指定して第１の作図点および第２の作図点から第１の面に作図された図形の第１の要素の厚さ方向を表す第２の要素を定義する（ステップＳ３）。そして、第１の面上の第１の要素と第２の面上の第２の要素とによって規定される第３の要素を生成して、これを第３の面上に表示する（ステップＳ４）。これにより、平面図、正面図または側面図のいずれかを通常の２次元の作図方法により作図しておき、作図された図形を基にこれに関連させた図形を、最初に作図した面に隣接する面に作図することによってさらに別の面に新たに図形を生成して表示することが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の概略について図面を参照して説明する。
図１は本発明方法の原理を説明したフローチャートである。
【０００９】
本発明による３次元形状の作図方法が使用されるシステムは、１つの画面上に３つの面がＬ字状に配置して表示され、その３つの面上にはそれぞれ平面図、正面図および側面図の３面図を別個に作成することができ、これら３つの面に作成した図形によって３次元形状を作図する。
【００１０】
３次元形状を作図するには、まず、平面図、正面図または側面図のいずれか１つの面とする第１の面上に通常の２次元の作図方法にて所望の図形をあらかじめ作図する（ステップＳ１）。次に、隣接する第１の面および第２の面を通過するヘアカーソルを使用して、第１の面の図形の第１の要素と特定の関係を持たせた第１の作図点を第２の面上に定義する（ステップＳ２）。その後、第２の面上にヘアカーソルにより第１の面の図形の第１の要素と特定の関係を持たせた第２の作図点を指定してすることによりこれら第１の作図点および第２の作図点から第１の面に作図された図形の厚さ方向の形状を表す第２の要素を定義する（ステップＳ３）。そして、第１の面上の図形の第１の要素と第２の面上の第２の要素とによって規定される第３の要素を生成して、これを第３の面上に表示する（ステップＳ４）。
【００１１】
このように本発明の方法によれば、最初に、平面図、正面図または側面図のいずれかを通常の２次元の作図方法により作図しておき、次に、作図された図形を基にこれに関連させた図形を、最初に作図した面に隣接する面に作図することによってさらに別の面に新たに図形を生成して表示することが可能になる。
【００１２】
次に、本発明の実施の形態を、ＣＡＤシステムに適用した場合を例にして説明する。
図２は３次元形状の作図方法の第１ステップの画面表示例を示す図である。
【００１３】
図示のＣＡＤシステムの画面表示例によれば、表示領域１は４つの領域に分割され、平面図を作成する領域１ａと、正面図を作成する領域１ｂと、側面図を作成する領域１ｃと、３次元形状の斜視図を表示する領域１ｄとによって構成されている。この例では、既に、平面図を作成する領域１ａに、通常の２次元のＣＡＤ作図方法によって平面図が作成されており、その作成された図形２が表示されている。つまり、３次元形状の作図方法の第１ステップの状態を示している。また、分割された２つの領域に渡って上下方向および左右方向に延びているクロスヘアカーソル３が表示されている。このクロスヘアカーソル３は、その交点がたとえばマウスの操作に追従して移動し、これに伴って２本のヘアカーソルも互いに直角方向に画面上を移動する。
【００１４】
図３は３次元形状の作図方法の第２ステップの画面表示例を示す図である。
次のステップでは、平面図の領域１ａに作成された図形２のたとえば左辺の線分Ｓｅ１を別の面、ここでは、正面図の領域１ｂに作成する。すなわち、クロスヘアカーソル３の縦方向のヘアカーソルを図形２の線分Ｓｅ１に一致させながら、正面図の領域１ｂ内にて、クロスヘアカーソル３の交点の位置Ｐ１に一点目の指示を与える。これによって、正面図の領域１ｂ内に、図形２の輪郭線の左辺の線分Ｓｅ１を含む図形の上側の稜または下側の稜を指示したことになる。
【００１５】
図４は３次元形状の作図方法の第３ステップの画面表示例を示す図である。
次のステップでは、クロスヘアカーソル３の縦方向のヘアカーソルを位置Ｐ１に合わせた状態で、正面図の領域１ｂ内の縦方向のヘアカーソル上でクロスヘアカーソル３を移動させ、所望の位置Ｐ２にて２点目の指示を与える。図示の例では、正面図の領域１ｂ内にて、位置Ｐ２は位置Ｐ１の下方に位置しているので、１点目は図形２の線分Ｓｅ１の上側の稜を指示し、２点目は図形２の線分Ｓｅ１の下側の稜を指示したことになり、これらの２点指示によって図形２の厚さを定義したことになる。なお、線分創成の方法としては、上記のように「２点指定」によるものの他、「１点＋方向および長さ指定」によるものなどがあるが、ここでは、「２点指定」の直線入力モードを使用する。
【００１６】
図５は３次元形状の作図方法の第４ステップの画面表示例を示す図である。
前のステップで、位置Ｐ１および位置Ｐ２が指定されるとそれらの位置を端点とする線分Ｓｅ２が正面図の領域１ｂに表示される。その後、正面図の領域１ｂにおける線分Ｓｅ２の図形座標と平面図の領域１ａにおける図形２の線分Ｓｅ１の図形座標とによって規定される図形３次元形状Ｗが生成されて、領域１ｄに生成された３次元形状Ｗがワイヤフレームの形で表示される。さらに、生成された３次元形状Ｗを側面図に投影して得られた矩形が側面図の領域１ｃに表示される。この場合、矩形の２辺の長さが線分Ｓｅ２および線分Ｓｅ１に等しい形状になる。また、側面図の領域１ｃに表示される矩形は、その上辺の座標が正面図の領域１ｂ内の位置Ｐ１と同じになり、下辺の座標が正面図の領域１ｂ内の位置Ｐ２と同じになるよう位置決めされて表示される。
【００１７】
図６は最終的に３次元形状が作図された画面表示例を示す図である。
上記の第２ないし第４ステップを平面図の領域１ａの図形２の他の図形要素について同じように繰り返し実施することで、最終的には図６に示したような画面表示になり、領域１ｄに３次元ワイヤフレームモデルＷが表示され、領域１ｃには側面図が生成されて表示される。なお、上記の例では、作図の順序として、先に平面図を作成しておき、この平面図を基にして正面図を作成したが、この順序に限定されず、作図途中で、新規に作図する面を正面図または側面図に適宜切り換えて新たな線分または図形要素を作成し、これら正面図または側面図の線分または図形要素を基にして平面図あるいは側面図または正面図を作成するようにしてもよい。
【００１８】
３面図作成過程で、ある面内で既に作成された図形を基にして、他の面内で線分を創成する際に、ヘアカーソルによって既に作成された図形の線分または図形要素を認識することになる。上記の例では、他の面内で創成しようとする線分に対応する図形の線分がヘアカーソルの方向に一致している場合を示した。すなわち、平面図の領域１ａにおける図形２の線分Ｓｅ１はクロスヘアカーソル３の縦方向のヘアカーソルと同じ方向に配置されている。この場合は、正面図の領域１ｂに、縦方向のヘアカーソルを線分Ｓｅ１に位置決めしながら位置Ｐ１およびＰ２を作成し、これら位置Ｐ１およびＰ２を端点とする線分Ｓｅ２を作成する。平面図の線分Ｓｅ１に対応して線分Ｓｅ２の垂直線を正面図に描画した場合には、３次元ワイヤフレームモデルでは矩形の枠になり、側面図ではこれら線分Ｓｅ１およびＳｅ２を２辺とする矩形になる。描画する際の座標は、平面図および正面図上で捉えられた座標値を基に３次元形状が計算され、側面図への投影処理が行われて画面の所定の面に表示される。次に、縦方向のヘアカーソルとは別の方向に配置されている図形要素に対応した他の面における図形などの作成方法について以下に説明する。
【００１９】
図７は水平線分を描く場合の画面表示例を示す図である。
図示の例では、平面図の領域１ａに線分Ｓｅ３が既に作成されていて、これに対応した図形を正面図の領域１ｂに作成する場合を示している。この場合、まず、クロスヘアカーソル３を移動して縦方向のヘアカーソルを線分Ｓｅ３のたとえば左側の端点位置Ｐ３に合わせながら、正面図の領域１ｂ内にて位置Ｐ４を指示し、同様に、線分Ｓｅ３の右側の端点位置Ｐ５に合わせ、かつ、横方向のヘアカーソルを位置Ｐ４に合わせながら、正面図の領域１ｂ内にて位置Ｐ６を指示する。これにより、位置Ｐ４およびＰ６を端点とする線分Ｓｅ４が描画される。その後、平面図および正面図における線分Ｓｅ３，Ｓｅ４の座標からそれに対応する３次元形状の線分Ｓｅ５が生成され、表示領域１ｄに描画される。さらに、線分Ｓｅ５の側面図への投影処理が行われて点の要素が生成され、側面図の領域１ｃの座標位置Ｐ７にその点が表示される。
【００２０】
図８は矩形を描く場合の画面表示例を示す図である。
図示の例では、平面図の領域１ａに線分Ｓｅ６が既に作成されていて、これに対応した矩形を正面図の領域１ｂに創成する場合を示している。この場合、まず、クロスヘアカーソル３を移動して縦方向のヘアカーソルを線分Ｓｅ６のたとえば左側の端点位置Ｐ８に合わせながら、正面図の領域１ｂ内にて位置Ｐ９を指示し、今度は、縦方向のヘアカーソルを線分Ｓｅ６の右側の端点位置Ｐ１０に合わせながら、正面図の領域１ｂ内に位置Ｐ１１を指示する。これにより、位置Ｐ９およびＰ１１を対角線の端点とする矩形Ｒ１が創成される。その後、平面図における線分Ｓｅ６の座標および正面図における矩形Ｒ１の座標からそれに対応する３次元ワイヤフレームモデルが生成されて、表示領域１ｄに３次元ワイヤフレームモデルが矩形の枠として描画される。そして、３次元ワイヤフレームモデルの側面図への投影処理にて線分Ｓｅ７が生成され、側面図の領域１ｃに表示される。
【００２１】
図９は円を基に矩形を描く場合の画面表示例を示す図である。
図示の例では、平面図の領域１ａに円Ｃが既に作成されていて、これに対応した矩形を正面図の領域１ｂに創成する場合を示している。この場合、まず、クロスヘアカーソル３を移動して縦方向のヘアカーソルを円Ｃのたとえば左側の接点位置Ｐ１２に合わせながら、正面図の領域１ｂ内にて位置Ｐ１３を指示し、次に、縦方向のヘアカーソルを円Ｃの反対側の接点位置Ｐ１４に合わせながら、正面図の領域１ｂ内に位置Ｐ１５を指示する。これにより、位置Ｐ１３およびＰ１５を対角線の端点とする矩形Ｒ２が創成される。そして、平面図における円Ｃの円周の座標および正面図における矩形Ｒ２の座標からそれに対応する円筒の３次元ワイヤフレームモデルが生成され、その円筒の枠が表示領域１ｄに描画される。側面図の領域１ｃには、３次元ワイヤフレームモデルの側面図への投影処理にて生成された矩形Ｒ３が表示される。
【００２２】
図１０は点を基に線分を描く場合の画面表示例を示す図である。
図示の例では、平面図の領域１ａにたとえば２本の線分が交差する点が既に作成されていて、これに対応した線分を正面図の領域１ｂに創成する場合を示している。この場合、まず、クロスヘアカーソル３を移動して縦方向のヘアカーソルを２本の線分が交差する点の位置Ｐ１６に合わせながら、正面図の領域１ｂ内にて位置Ｐ１７を指示し、続いて、その位置Ｐ１６に合わせながら別の位置Ｐ１８を指示する。これにより、正面図の領域１ｂに位置Ｐ１７およびＰ１８を端点とする線分Ｓｅ８が創成される。その後、平面図における点の座標および正面図における線分Ｓｅ８の座標からそれに対応する３次元モデルの線分Ｓｅ９が生成されて表示領域１ｄに描画される。また、３次元モデルの側面図への投影処理にて生成された線分Ｓｅ１０が側面図の領域１ｃに表示される。
【００２３】
このようにして、各面、すなわち、平面図、正面図および側面図に表示される線分、円、円弧、点などの図形要素は、ＣＡＤシステムのメモリ上で構造体の配列として管理されている。以下、その構造体の配列例について説明する。
【００２４】
図１１は図形要素のデータ構造の例を示す図である。
図形要素データは、要素を識別する番号と要素タイプに応じてそれぞれ定義された値との組によって管理されている。たとえば、図形の要素タイプが線分の場合は、構造体４ａのように、要素ＩＤと、線分の長さと、始点ｘ座標と、始点ｙ座標と、方向ベクトルｘと、方向ベクトルｙと、その他属性等とから定義される。要素タイプが円の場合は、構造体４ｂのように、要素ＩＤと、半径と、中心ｘ座標と、中心ｙ座標と、その他属性等とから定義される。要素タイプが円弧の場合は、構造体４ｃのように、要素ＩＤと、半径と、中心ｘ座標と、中心ｙ座標と、始角と、終角と、その他属性等とから定義されている。これらの図形要素データは、インデックスやリンクリストなどの一般的な方法にて管理されている。
【００２５】
これらの図形要素データにアクセスするのは、オペレータがグラフィックディスプレイ装置上に表示されている図形要素を編集したり参照したりする場合である。このような場合には、通常、マウスポインタを図形要素に十分近い位置に合わせ、さらに、マウスボタンを押下するような操作によって、図形要素にアクセスする。これは、内部的には、マウス座標、またはマウスボタンを押下したときにカーソルボタンの位置する画面上の座標であるヒット座標と、メモリ上に管理されている全図形要素データとの比較検索操作により行われる。
【００２６】
オペレータ操作の認識は主にマウスカーソル操作による。とりわけ、本発明では、３面図および３次元データの作成が目的なので、クロスヘアカーソルもしくは同等の機能を提供することができるある種のフィードバック手段が必要になる。これは、いずれも製図版上で設計する場合と同じような操作になる。画面上では編集または参照対象の図形要素をオペレータに認識させるフィードバック手段として、クロスヘアカーソルおよびこれにより検索された図形要素の強調表示（ハイライト）が一般的である。たとえば、図３において、平面図の線分Ｓｅ１を参照して正面図を作成しようとするとき、その線分Ｓｅ１は参照対象として検索された線分であるとして他の線分と区別するためにハイライト表示される。
【００２７】
また、機械製図において、図面を描く場合、多くの場合は三角法の３面図である。つまり、３次元物体を３つの座標平面に投影し、さらにその３つの投影図は１枚の紙に配置される。３つの座標軸は、紙面上は通常は暗黙の了解がなされており、特に描画しないことになっている。ちなみに、平面図はｘｙ軸、正面図はｙｚ軸、側面図はｚｘ軸の座標平面となる。ここで、平面図上のある要素を参照して正面図上に図形要素を作成した場合にはｚ軸の座標データが発生する。このときのデータの構造は、たとえば要素タイプが線分の場合、図１１の構造体４ａに始点ｚ座標が追加されることになる。
【００２８】
オペレータの操作に基づいて３次元データの座標を決定する手順について説明する。なお、以下の手順の説明において、説明を簡単にするため、平面図には既に図形要素が存在しているものとし、カーソル位置は正面図の領域内にあり、側面図には要素が存在していないものとする。
【００２９】
図１２は図形要素を作成するときの処理を示すフローチャートである。
平面図にある図形要素を参照して正面図に図形要素を作成する場合は、まず、参照対象の図形要素が検出されたかどうか、つまり、平面図において、クロスヘアカーソルのｚ軸方向の平面図にある図形要素の中に要素が存在するかどうかがチェックされ（ステップＳ１１）、図形要素が検出されれば、その要素をハイライトしてその要素が選択の候補に上がっていることをオペレータに通知する（ステップＳ１２）。ここで、マウスボタンが押下されると、そのハイライトしている要素は要素作成のために参照される要素として選択される（ステップＳ１３）。次に、正面図にて作成しようとする図形要素は何であるかが判断される。まず、ＣＡＤコマンドの中から、線分作成コマンドが選択されているかどうかが判断される（ステップＳ１４）。ここで、もし、線分作成コマンドが選択されていると、線分作成処理に進み（ステップＳ１５）、線分作成コマンドでなければ、円作成コマンドが選択されているかどうかが判断される（ステップＳ１６）。ここで、円作成コマンドが選択されていると、円作成処理に進み（ステップＳ１７）、円作成コマンドでなければ、矩形作成コマンドが選択されているかどうかが判断される（ステップＳ１８）。ここで、矩形作成コマンドが選択されていると、矩形作成処理に進み（ステップＳ１９）、矩形作成コマンドでなければ、円弧などのその他のコマンド処理を行う（ステップＳ２０）。
【００３０】
図１３は線分作成処理を示すフローチャートである。
線分作成コマンドが選択されている場合、まず、カーソルを平面図のハイライトしている要素に合わせながら正面図にマウスボタンの押下によって１点目を入力する（ステップＳ２１）。ここで、平面図において選択されてハイライトしている要素のタイプが判断される。まず、平面図で選択されている要素は線分であるかどうかが判断される（ステップＳ２２）。ここで、要素タイプが線分であると判断されると、作成しようとする線分の他方の端点である２点目の入力があった後、３次元矩形の作成処理が行われ（ステップＳ２３）、そして、作成された３次元矩形の側面図への投影処理が行われる（ステップＳ２４）。要素タイプが線分でなく点であると判断された場合には（ステップＳ２５）、２点目の入力が行われた後、３次元線分の作成処理が行われ（ステップＳ２６）、作成された３次元線分の側面図への投影処理が行われる（ステップＳ２７）。要素タイプが線分でも点でもなく円であると判断された場合には（ステップＳ２８）、２点目の入力が行われた後、３次元円筒の作成処理が行われ（ステップＳ２９）、作成された３次元円筒の側面図への投影処理が行われる（ステップＳ３０）。
【００３１】
なお、図１２のステップＳ１７の円作成処理およびステップＳ１９の矩形作成処理においても、図１３に示した線分作成処理と同様の処理が行われるので、ここでは線分作成処理のみにとどめ、円作成処理および矩形作成処理については省略する。
【００３２】
図１４は本発明を実施するためのワークステーションのハードウエア構成の一例を示す図である。
図１４において、ワークステーションは、プロセッサ１１と、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１２と、メインメモリ（ＲＡＭ）１３と、グラフィック制御回路１４および表示装置１５と、マウス１６と、キーボード１７と、タブレット１８と、ハードディスク装置（ＨＤＤ）１９と、磁気テープ装置（ＭＴＤ）２０と、プロッタ２１と、プリンタ２２と、カラーハードコピー２３とで構成され、これらの構成要素はそれぞれのインタフェースコントローラ（図示していない）およびバス２４により相互に結合されている。
【００３３】
プロセッサ１１はワークステーション全体を統括的に制御する。読み取り専用メモリ１２にはたとえば立ち上げ時に必要なプログラムなどが格納されている。メインメモリ１３にはシステムプログラム、３次元モデル作成用ＣＡＤシステムのアプリケーションプログラムなどが展開されている他に、作図、投影図あるいは編集中の要素データなどが生成、格納される。
【００３４】
グラフィック制御回路１４はフレームメモリなどを有し、メインメモリ１３内で生成された２次元の線分データ、円データ、円弧データ、楕円データ、スプラインデータ、投影図データなどの各種図形要素データを表示信号に変換し、表示装置１５に送る。表示装置１５は、受けた表示信号を基にして図形要素から成る図面を表示する。
【００３５】
マウス１６は表示装置１５の画面上に表示されているクロスヘアカーソルを移動させ、ボタンをクリックすることによってクロスヘアカーソルの交点またはヘアカーソルの下に存在する画面上の図形要素を選択したり、要素作成時の入力位置を指示するためのポインティングデバイスである。キーボード１７は３次元ワイヤフレームモデルの視点方向を指定する数値データ、３面図のデータを保存するときのファイル名などを入力するのに使用される。
【００３６】
ハードディスク装置１９は、システムプログラム、３次元モデル作成用ＣＡＤシステムの線分作成プログラム、円作成プログラム、矩形作成プログラムなどを含むアプリケーションプログラム、製図に必要な各種図形要素データなどが格納されている。磁気テープ装置２０は磁気テープ２０ａに記憶されている設計図などのデータを入力したり、作成された設計図などのデータを磁気テープ２０ａに記憶させることができる外部記憶装置である。
【００３７】
また、作成された設計図のデータは、プロッタ２１、プリンタ２２またはカラーハードコピー２３によって出図することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、３面図の中の１つの面にて図形要素をあらかじめ作図しておき、他の面で作図する場合には、先に作図された図形に関連させて要素を作成していくことにより、残りの面には先の２つの面で作成された図形の座標を基にして生成された要素が表示されるようにした。このため、他の面の要素を参照して新たに要素を作図する場合には、２次元のＣＡＤシステムのような操作によって実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明方法の原理を説明したフローチャートである。
【図２】 ３次元形状の作図方法の第１ステップの画面表示例を示す図である。
【図３】 ３次元形状の作図方法の第２ステップの画面表示例を示す図である。
【図４】 ３次元形状の作図方法の第３ステップの画面表示例を示す図である。
【図５】 ３次元形状の作図方法の第４ステップの画面表示例を示す図である。
【図６】 最終的に３次元形状が作図された画面表示例を示す図である。
【図７】 水平線分を描く場合の画面表示例を示す図である。
【図８】 矩形を描く場合の画面表示例を示す図である。
【図９】 円を基に矩形を描く場合の画面表示例を示す図である。
【図１０】 点を基に線分を描く場合の画面表示例を示す図である。
【図１１】 図形要素のデータ構造の例を示す図である。
【図１２】 図形要素を作成するときの処理を示すフローチャートである。
【図１３】 線分作成処理を示すフローチャートである。
【図１４】 本発明を実施するためのワークステーションのハードウエア構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 表示領域
１ａ 平面図の領域
１ｂ 正面図の領域
１ｃ 側面図の領域
１ｄ ３次元形状の斜視図表示領域
２ 図形
３ クロスヘアカーソル
【発明の属する技術分野】
本発明は３次元形状の作図方法に関し、特にマウスやキーボードなどの２次元的入力装置しか持たない現在のコンピュータ上で動作する３次元ＣＡＤ（コンピュータ援用設計）システムにおいて３次元のモデル（設計データ）を２次元的入力手段にて入力するようにした３次元形状の作図方法に関する。
【０００２】
近年、３次元ＣＡＤシステムでは、３次元形状の入力のし易さを追求し、エンドユーザ（設計者自身）でも簡単に、かつ直観的に入力できる機能が求められている。
【０００３】
【従来の技術】
一般的に、３次元形状を２次元的入力装置で入力することは難しく、一種の熟練技術が必要とされている。それぞれのシステムによって、入力方法が異なるため、トレーニングなしに、だれでもが３次元形状の入力操作を行うことは非常に難しい現状にある。
【０００４】
３次元の形状を作図する際の従来の入力方法としては、たとえば、３次元座標値を直接入力する座標入力方法がある。これは、座標入力された座標値を線で繋いで３次元形状を作っていく原始的な方法である。スイープまたはスイングと呼ばれる方法は、２次元のＣＡＤ的操作によって、まず、輪郭線を作成し、その輪郭線をある方向に移動または回転させた場合の軌跡によって３次元の形状を作成するものである。また、ＣＳＧ（Constructive Solid Geometry）またはフィーチャと呼ばれる方法は、あらかじめ定義された直方体や円柱などの比較的単純な形状の基本立体、すなわち、プリミティブを組み合わせることによって３次元の形状を作成していくものである。いずれの方法も、たとえば曲面など、すべての物体の形状を完全に表現することができるものではない。さらに、３次元の形状を３面図から起こす方法もある。これは、あらかじめ作成された３面図を基に各面の同一点に相当する座標を指示することで自動的に３次元化した形状を作成するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常、設計者は、２次元の図面の入力方法に関しては、知識もあるし、訓練されている。しかし、３次元で設計を行う場合は、新たに上記のような従来の入力方法での設計方法を習得しなくてはならず、時間と労力を要するという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、３次元モデルを分かりやすい操作によって、すなわち、２次元のＣＡＤ的３面図作成操作によって生成することができる３次元形状の作図方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
図１は上記目的を達成する本発明方法の原理説明図である。
本発明の３次元形状の作図方法によれば、１つの画面上に３つの面をＬ字状に配置して表示し、その３つの面上にそれぞれ平面図、正面図および側面図の３面図を作成することで３次元形状を作図していくとき、まず、第１の面上に図形をあらかじめ作図する（ステップＳ１）。次いで、隣接する第１の面および第２の面を通過するヘアカーソルを使用して、第１の面の図形の第１の要素と特定の関係を持たせた第１の作図点を第２の面上に定義し（ステップＳ２）、第２の面上にヘアカーソルによって第１の面の図形の第１の要素と特定の関係を持たせた第２の作図点を指定して第１の作図点および第２の作図点から第１の面に作図された図形の第１の要素の厚さ方向を表す第２の要素を定義する（ステップＳ３）。そして、第１の面上の第１の要素と第２の面上の第２の要素とによって規定される第３の要素を生成して、これを第３の面上に表示する（ステップＳ４）。これにより、平面図、正面図または側面図のいずれかを通常の２次元の作図方法により作図しておき、作図された図形を基にこれに関連させた図形を、最初に作図した面に隣接する面に作図することによってさらに別の面に新たに図形を生成して表示することが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の概略について図面を参照して説明する。
図１は本発明方法の原理を説明したフローチャートである。
【０００９】
本発明による３次元形状の作図方法が使用されるシステムは、１つの画面上に３つの面がＬ字状に配置して表示され、その３つの面上にはそれぞれ平面図、正面図および側面図の３面図を別個に作成することができ、これら３つの面に作成した図形によって３次元形状を作図する。
【００１０】
３次元形状を作図するには、まず、平面図、正面図または側面図のいずれか１つの面とする第１の面上に通常の２次元の作図方法にて所望の図形をあらかじめ作図する（ステップＳ１）。次に、隣接する第１の面および第２の面を通過するヘアカーソルを使用して、第１の面の図形の第１の要素と特定の関係を持たせた第１の作図点を第２の面上に定義する（ステップＳ２）。その後、第２の面上にヘアカーソルにより第１の面の図形の第１の要素と特定の関係を持たせた第２の作図点を指定してすることによりこれら第１の作図点および第２の作図点から第１の面に作図された図形の厚さ方向の形状を表す第２の要素を定義する（ステップＳ３）。そして、第１の面上の図形の第１の要素と第２の面上の第２の要素とによって規定される第３の要素を生成して、これを第３の面上に表示する（ステップＳ４）。
【００１１】
このように本発明の方法によれば、最初に、平面図、正面図または側面図のいずれかを通常の２次元の作図方法により作図しておき、次に、作図された図形を基にこれに関連させた図形を、最初に作図した面に隣接する面に作図することによってさらに別の面に新たに図形を生成して表示することが可能になる。
【００１２】
次に、本発明の実施の形態を、ＣＡＤシステムに適用した場合を例にして説明する。
図２は３次元形状の作図方法の第１ステップの画面表示例を示す図である。
【００１３】
図示のＣＡＤシステムの画面表示例によれば、表示領域１は４つの領域に分割され、平面図を作成する領域１ａと、正面図を作成する領域１ｂと、側面図を作成する領域１ｃと、３次元形状の斜視図を表示する領域１ｄとによって構成されている。この例では、既に、平面図を作成する領域１ａに、通常の２次元のＣＡＤ作図方法によって平面図が作成されており、その作成された図形２が表示されている。つまり、３次元形状の作図方法の第１ステップの状態を示している。また、分割された２つの領域に渡って上下方向および左右方向に延びているクロスヘアカーソル３が表示されている。このクロスヘアカーソル３は、その交点がたとえばマウスの操作に追従して移動し、これに伴って２本のヘアカーソルも互いに直角方向に画面上を移動する。
【００１４】
図３は３次元形状の作図方法の第２ステップの画面表示例を示す図である。
次のステップでは、平面図の領域１ａに作成された図形２のたとえば左辺の線分Ｓｅ１を別の面、ここでは、正面図の領域１ｂに作成する。すなわち、クロスヘアカーソル３の縦方向のヘアカーソルを図形２の線分Ｓｅ１に一致させながら、正面図の領域１ｂ内にて、クロスヘアカーソル３の交点の位置Ｐ１に一点目の指示を与える。これによって、正面図の領域１ｂ内に、図形２の輪郭線の左辺の線分Ｓｅ１を含む図形の上側の稜または下側の稜を指示したことになる。
【００１５】
図４は３次元形状の作図方法の第３ステップの画面表示例を示す図である。
次のステップでは、クロスヘアカーソル３の縦方向のヘアカーソルを位置Ｐ１に合わせた状態で、正面図の領域１ｂ内の縦方向のヘアカーソル上でクロスヘアカーソル３を移動させ、所望の位置Ｐ２にて２点目の指示を与える。図示の例では、正面図の領域１ｂ内にて、位置Ｐ２は位置Ｐ１の下方に位置しているので、１点目は図形２の線分Ｓｅ１の上側の稜を指示し、２点目は図形２の線分Ｓｅ１の下側の稜を指示したことになり、これらの２点指示によって図形２の厚さを定義したことになる。なお、線分創成の方法としては、上記のように「２点指定」によるものの他、「１点＋方向および長さ指定」によるものなどがあるが、ここでは、「２点指定」の直線入力モードを使用する。
【００１６】
図５は３次元形状の作図方法の第４ステップの画面表示例を示す図である。
前のステップで、位置Ｐ１および位置Ｐ２が指定されるとそれらの位置を端点とする線分Ｓｅ２が正面図の領域１ｂに表示される。その後、正面図の領域１ｂにおける線分Ｓｅ２の図形座標と平面図の領域１ａにおける図形２の線分Ｓｅ１の図形座標とによって規定される図形３次元形状Ｗが生成されて、領域１ｄに生成された３次元形状Ｗがワイヤフレームの形で表示される。さらに、生成された３次元形状Ｗを側面図に投影して得られた矩形が側面図の領域１ｃに表示される。この場合、矩形の２辺の長さが線分Ｓｅ２および線分Ｓｅ１に等しい形状になる。また、側面図の領域１ｃに表示される矩形は、その上辺の座標が正面図の領域１ｂ内の位置Ｐ１と同じになり、下辺の座標が正面図の領域１ｂ内の位置Ｐ２と同じになるよう位置決めされて表示される。
【００１７】
図６は最終的に３次元形状が作図された画面表示例を示す図である。
上記の第２ないし第４ステップを平面図の領域１ａの図形２の他の図形要素について同じように繰り返し実施することで、最終的には図６に示したような画面表示になり、領域１ｄに３次元ワイヤフレームモデルＷが表示され、領域１ｃには側面図が生成されて表示される。なお、上記の例では、作図の順序として、先に平面図を作成しておき、この平面図を基にして正面図を作成したが、この順序に限定されず、作図途中で、新規に作図する面を正面図または側面図に適宜切り換えて新たな線分または図形要素を作成し、これら正面図または側面図の線分または図形要素を基にして平面図あるいは側面図または正面図を作成するようにしてもよい。
【００１８】
３面図作成過程で、ある面内で既に作成された図形を基にして、他の面内で線分を創成する際に、ヘアカーソルによって既に作成された図形の線分または図形要素を認識することになる。上記の例では、他の面内で創成しようとする線分に対応する図形の線分がヘアカーソルの方向に一致している場合を示した。すなわち、平面図の領域１ａにおける図形２の線分Ｓｅ１はクロスヘアカーソル３の縦方向のヘアカーソルと同じ方向に配置されている。この場合は、正面図の領域１ｂに、縦方向のヘアカーソルを線分Ｓｅ１に位置決めしながら位置Ｐ１およびＰ２を作成し、これら位置Ｐ１およびＰ２を端点とする線分Ｓｅ２を作成する。平面図の線分Ｓｅ１に対応して線分Ｓｅ２の垂直線を正面図に描画した場合には、３次元ワイヤフレームモデルでは矩形の枠になり、側面図ではこれら線分Ｓｅ１およびＳｅ２を２辺とする矩形になる。描画する際の座標は、平面図および正面図上で捉えられた座標値を基に３次元形状が計算され、側面図への投影処理が行われて画面の所定の面に表示される。次に、縦方向のヘアカーソルとは別の方向に配置されている図形要素に対応した他の面における図形などの作成方法について以下に説明する。
【００１９】
図７は水平線分を描く場合の画面表示例を示す図である。
図示の例では、平面図の領域１ａに線分Ｓｅ３が既に作成されていて、これに対応した図形を正面図の領域１ｂに作成する場合を示している。この場合、まず、クロスヘアカーソル３を移動して縦方向のヘアカーソルを線分Ｓｅ３のたとえば左側の端点位置Ｐ３に合わせながら、正面図の領域１ｂ内にて位置Ｐ４を指示し、同様に、線分Ｓｅ３の右側の端点位置Ｐ５に合わせ、かつ、横方向のヘアカーソルを位置Ｐ４に合わせながら、正面図の領域１ｂ内にて位置Ｐ６を指示する。これにより、位置Ｐ４およびＰ６を端点とする線分Ｓｅ４が描画される。その後、平面図および正面図における線分Ｓｅ３，Ｓｅ４の座標からそれに対応する３次元形状の線分Ｓｅ５が生成され、表示領域１ｄに描画される。さらに、線分Ｓｅ５の側面図への投影処理が行われて点の要素が生成され、側面図の領域１ｃの座標位置Ｐ７にその点が表示される。
【００２０】
図８は矩形を描く場合の画面表示例を示す図である。
図示の例では、平面図の領域１ａに線分Ｓｅ６が既に作成されていて、これに対応した矩形を正面図の領域１ｂに創成する場合を示している。この場合、まず、クロスヘアカーソル３を移動して縦方向のヘアカーソルを線分Ｓｅ６のたとえば左側の端点位置Ｐ８に合わせながら、正面図の領域１ｂ内にて位置Ｐ９を指示し、今度は、縦方向のヘアカーソルを線分Ｓｅ６の右側の端点位置Ｐ１０に合わせながら、正面図の領域１ｂ内に位置Ｐ１１を指示する。これにより、位置Ｐ９およびＰ１１を対角線の端点とする矩形Ｒ１が創成される。その後、平面図における線分Ｓｅ６の座標および正面図における矩形Ｒ１の座標からそれに対応する３次元ワイヤフレームモデルが生成されて、表示領域１ｄに３次元ワイヤフレームモデルが矩形の枠として描画される。そして、３次元ワイヤフレームモデルの側面図への投影処理にて線分Ｓｅ７が生成され、側面図の領域１ｃに表示される。
【００２１】
図９は円を基に矩形を描く場合の画面表示例を示す図である。
図示の例では、平面図の領域１ａに円Ｃが既に作成されていて、これに対応した矩形を正面図の領域１ｂに創成する場合を示している。この場合、まず、クロスヘアカーソル３を移動して縦方向のヘアカーソルを円Ｃのたとえば左側の接点位置Ｐ１２に合わせながら、正面図の領域１ｂ内にて位置Ｐ１３を指示し、次に、縦方向のヘアカーソルを円Ｃの反対側の接点位置Ｐ１４に合わせながら、正面図の領域１ｂ内に位置Ｐ１５を指示する。これにより、位置Ｐ１３およびＰ１５を対角線の端点とする矩形Ｒ２が創成される。そして、平面図における円Ｃの円周の座標および正面図における矩形Ｒ２の座標からそれに対応する円筒の３次元ワイヤフレームモデルが生成され、その円筒の枠が表示領域１ｄに描画される。側面図の領域１ｃには、３次元ワイヤフレームモデルの側面図への投影処理にて生成された矩形Ｒ３が表示される。
【００２２】
図１０は点を基に線分を描く場合の画面表示例を示す図である。
図示の例では、平面図の領域１ａにたとえば２本の線分が交差する点が既に作成されていて、これに対応した線分を正面図の領域１ｂに創成する場合を示している。この場合、まず、クロスヘアカーソル３を移動して縦方向のヘアカーソルを２本の線分が交差する点の位置Ｐ１６に合わせながら、正面図の領域１ｂ内にて位置Ｐ１７を指示し、続いて、その位置Ｐ１６に合わせながら別の位置Ｐ１８を指示する。これにより、正面図の領域１ｂに位置Ｐ１７およびＰ１８を端点とする線分Ｓｅ８が創成される。その後、平面図における点の座標および正面図における線分Ｓｅ８の座標からそれに対応する３次元モデルの線分Ｓｅ９が生成されて表示領域１ｄに描画される。また、３次元モデルの側面図への投影処理にて生成された線分Ｓｅ１０が側面図の領域１ｃに表示される。
【００２３】
このようにして、各面、すなわち、平面図、正面図および側面図に表示される線分、円、円弧、点などの図形要素は、ＣＡＤシステムのメモリ上で構造体の配列として管理されている。以下、その構造体の配列例について説明する。
【００２４】
図１１は図形要素のデータ構造の例を示す図である。
図形要素データは、要素を識別する番号と要素タイプに応じてそれぞれ定義された値との組によって管理されている。たとえば、図形の要素タイプが線分の場合は、構造体４ａのように、要素ＩＤと、線分の長さと、始点ｘ座標と、始点ｙ座標と、方向ベクトルｘと、方向ベクトルｙと、その他属性等とから定義される。要素タイプが円の場合は、構造体４ｂのように、要素ＩＤと、半径と、中心ｘ座標と、中心ｙ座標と、その他属性等とから定義される。要素タイプが円弧の場合は、構造体４ｃのように、要素ＩＤと、半径と、中心ｘ座標と、中心ｙ座標と、始角と、終角と、その他属性等とから定義されている。これらの図形要素データは、インデックスやリンクリストなどの一般的な方法にて管理されている。
【００２５】
これらの図形要素データにアクセスするのは、オペレータがグラフィックディスプレイ装置上に表示されている図形要素を編集したり参照したりする場合である。このような場合には、通常、マウスポインタを図形要素に十分近い位置に合わせ、さらに、マウスボタンを押下するような操作によって、図形要素にアクセスする。これは、内部的には、マウス座標、またはマウスボタンを押下したときにカーソルボタンの位置する画面上の座標であるヒット座標と、メモリ上に管理されている全図形要素データとの比較検索操作により行われる。
【００２６】
オペレータ操作の認識は主にマウスカーソル操作による。とりわけ、本発明では、３面図および３次元データの作成が目的なので、クロスヘアカーソルもしくは同等の機能を提供することができるある種のフィードバック手段が必要になる。これは、いずれも製図版上で設計する場合と同じような操作になる。画面上では編集または参照対象の図形要素をオペレータに認識させるフィードバック手段として、クロスヘアカーソルおよびこれにより検索された図形要素の強調表示（ハイライト）が一般的である。たとえば、図３において、平面図の線分Ｓｅ１を参照して正面図を作成しようとするとき、その線分Ｓｅ１は参照対象として検索された線分であるとして他の線分と区別するためにハイライト表示される。
【００２７】
また、機械製図において、図面を描く場合、多くの場合は三角法の３面図である。つまり、３次元物体を３つの座標平面に投影し、さらにその３つの投影図は１枚の紙に配置される。３つの座標軸は、紙面上は通常は暗黙の了解がなされており、特に描画しないことになっている。ちなみに、平面図はｘｙ軸、正面図はｙｚ軸、側面図はｚｘ軸の座標平面となる。ここで、平面図上のある要素を参照して正面図上に図形要素を作成した場合にはｚ軸の座標データが発生する。このときのデータの構造は、たとえば要素タイプが線分の場合、図１１の構造体４ａに始点ｚ座標が追加されることになる。
【００２８】
オペレータの操作に基づいて３次元データの座標を決定する手順について説明する。なお、以下の手順の説明において、説明を簡単にするため、平面図には既に図形要素が存在しているものとし、カーソル位置は正面図の領域内にあり、側面図には要素が存在していないものとする。
【００２９】
図１２は図形要素を作成するときの処理を示すフローチャートである。
平面図にある図形要素を参照して正面図に図形要素を作成する場合は、まず、参照対象の図形要素が検出されたかどうか、つまり、平面図において、クロスヘアカーソルのｚ軸方向の平面図にある図形要素の中に要素が存在するかどうかがチェックされ（ステップＳ１１）、図形要素が検出されれば、その要素をハイライトしてその要素が選択の候補に上がっていることをオペレータに通知する（ステップＳ１２）。ここで、マウスボタンが押下されると、そのハイライトしている要素は要素作成のために参照される要素として選択される（ステップＳ１３）。次に、正面図にて作成しようとする図形要素は何であるかが判断される。まず、ＣＡＤコマンドの中から、線分作成コマンドが選択されているかどうかが判断される（ステップＳ１４）。ここで、もし、線分作成コマンドが選択されていると、線分作成処理に進み（ステップＳ１５）、線分作成コマンドでなければ、円作成コマンドが選択されているかどうかが判断される（ステップＳ１６）。ここで、円作成コマンドが選択されていると、円作成処理に進み（ステップＳ１７）、円作成コマンドでなければ、矩形作成コマンドが選択されているかどうかが判断される（ステップＳ１８）。ここで、矩形作成コマンドが選択されていると、矩形作成処理に進み（ステップＳ１９）、矩形作成コマンドでなければ、円弧などのその他のコマンド処理を行う（ステップＳ２０）。
【００３０】
図１３は線分作成処理を示すフローチャートである。
線分作成コマンドが選択されている場合、まず、カーソルを平面図のハイライトしている要素に合わせながら正面図にマウスボタンの押下によって１点目を入力する（ステップＳ２１）。ここで、平面図において選択されてハイライトしている要素のタイプが判断される。まず、平面図で選択されている要素は線分であるかどうかが判断される（ステップＳ２２）。ここで、要素タイプが線分であると判断されると、作成しようとする線分の他方の端点である２点目の入力があった後、３次元矩形の作成処理が行われ（ステップＳ２３）、そして、作成された３次元矩形の側面図への投影処理が行われる（ステップＳ２４）。要素タイプが線分でなく点であると判断された場合には（ステップＳ２５）、２点目の入力が行われた後、３次元線分の作成処理が行われ（ステップＳ２６）、作成された３次元線分の側面図への投影処理が行われる（ステップＳ２７）。要素タイプが線分でも点でもなく円であると判断された場合には（ステップＳ２８）、２点目の入力が行われた後、３次元円筒の作成処理が行われ（ステップＳ２９）、作成された３次元円筒の側面図への投影処理が行われる（ステップＳ３０）。
【００３１】
なお、図１２のステップＳ１７の円作成処理およびステップＳ１９の矩形作成処理においても、図１３に示した線分作成処理と同様の処理が行われるので、ここでは線分作成処理のみにとどめ、円作成処理および矩形作成処理については省略する。
【００３２】
図１４は本発明を実施するためのワークステーションのハードウエア構成の一例を示す図である。
図１４において、ワークステーションは、プロセッサ１１と、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１２と、メインメモリ（ＲＡＭ）１３と、グラフィック制御回路１４および表示装置１５と、マウス１６と、キーボード１７と、タブレット１８と、ハードディスク装置（ＨＤＤ）１９と、磁気テープ装置（ＭＴＤ）２０と、プロッタ２１と、プリンタ２２と、カラーハードコピー２３とで構成され、これらの構成要素はそれぞれのインタフェースコントローラ（図示していない）およびバス２４により相互に結合されている。
【００３３】
プロセッサ１１はワークステーション全体を統括的に制御する。読み取り専用メモリ１２にはたとえば立ち上げ時に必要なプログラムなどが格納されている。メインメモリ１３にはシステムプログラム、３次元モデル作成用ＣＡＤシステムのアプリケーションプログラムなどが展開されている他に、作図、投影図あるいは編集中の要素データなどが生成、格納される。
【００３４】
グラフィック制御回路１４はフレームメモリなどを有し、メインメモリ１３内で生成された２次元の線分データ、円データ、円弧データ、楕円データ、スプラインデータ、投影図データなどの各種図形要素データを表示信号に変換し、表示装置１５に送る。表示装置１５は、受けた表示信号を基にして図形要素から成る図面を表示する。
【００３５】
マウス１６は表示装置１５の画面上に表示されているクロスヘアカーソルを移動させ、ボタンをクリックすることによってクロスヘアカーソルの交点またはヘアカーソルの下に存在する画面上の図形要素を選択したり、要素作成時の入力位置を指示するためのポインティングデバイスである。キーボード１７は３次元ワイヤフレームモデルの視点方向を指定する数値データ、３面図のデータを保存するときのファイル名などを入力するのに使用される。
【００３６】
ハードディスク装置１９は、システムプログラム、３次元モデル作成用ＣＡＤシステムの線分作成プログラム、円作成プログラム、矩形作成プログラムなどを含むアプリケーションプログラム、製図に必要な各種図形要素データなどが格納されている。磁気テープ装置２０は磁気テープ２０ａに記憶されている設計図などのデータを入力したり、作成された設計図などのデータを磁気テープ２０ａに記憶させることができる外部記憶装置である。
【００３７】
また、作成された設計図のデータは、プロッタ２１、プリンタ２２またはカラーハードコピー２３によって出図することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、３面図の中の１つの面にて図形要素をあらかじめ作図しておき、他の面で作図する場合には、先に作図された図形に関連させて要素を作成していくことにより、残りの面には先の２つの面で作成された図形の座標を基にして生成された要素が表示されるようにした。このため、他の面の要素を参照して新たに要素を作図する場合には、２次元のＣＡＤシステムのような操作によって実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明方法の原理を説明したフローチャートである。
【図２】 ３次元形状の作図方法の第１ステップの画面表示例を示す図である。
【図３】 ３次元形状の作図方法の第２ステップの画面表示例を示す図である。
【図４】 ３次元形状の作図方法の第３ステップの画面表示例を示す図である。
【図５】 ３次元形状の作図方法の第４ステップの画面表示例を示す図である。
【図６】 最終的に３次元形状が作図された画面表示例を示す図である。
【図７】 水平線分を描く場合の画面表示例を示す図である。
【図８】 矩形を描く場合の画面表示例を示す図である。
【図９】 円を基に矩形を描く場合の画面表示例を示す図である。
【図１０】 点を基に線分を描く場合の画面表示例を示す図である。
【図１１】 図形要素のデータ構造の例を示す図である。
【図１２】 図形要素を作成するときの処理を示すフローチャートである。
【図１３】 線分作成処理を示すフローチャートである。
【図１４】 本発明を実施するためのワークステーションのハードウエア構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 表示領域
１ａ 平面図の領域
１ｂ 正面図の領域
１ｃ 側面図の領域
１ｄ ３次元形状の斜視図表示領域
２ 図形
３ クロスヘアカーソル
Claims (7)
- １つの画面上に３つの面をＬ字状に配置して表示し、前記３つの面上にそれぞれ平面図、正面図および側面図の３面図を作成する３次元形状の作図方法であって、
コンピュータが、
ポインティングデバイスからの指示に基づいて前記３つの面の内の第１の面上に図形を作成して表示する第１の作図ステップと、
前記第１の面と該第１の面に隣接する第２の面とを通過するヘアカーソルの下に、前記第１の作図ステップで表示した図形の第１の要素が存在しているときに、前記ポインティングデバイスからの指示に基づいて前記第２の面上に第１および第２の作図点を前記第１の要素と特定の関係を持たせて順次定義する定義ステップと、
前記定義ステップで定義した前記第１および第２の作図点から第２の要素を作成して前記第２の面上に表示する第２の作図ステップと、
前記第１の要素と前記第２の要素とによって規定される３次元形状を前記第２の面に隣接する第３の面に投影処理することにより第３の要素を生成して前記第３の面上に表示する第３の作図ステップと、
を実行することを特徴とする３次元形状の作図方法。 - 前記第１ないし第３の面に隣接した第４の面上に、前記第１ないし第３の要素によって規定される３次元形状の斜視図を作成して表示する第４の作図ステップ
を更に実行することを特徴とする請求項１記載の３次元形状の作図方法。 - 前記ヘアカーソルを前記第１の要素に一致させた状態で前記定義ステップが前記第１の作図点を定義したときに、前記第１の要素の要素タイプを判断する要素タイプ判断ステップを更に備え、
前記第３の作図ステップは、前記ヘアカーソルを前記第１の要素に一致させた状態で前記定義ステップが前記第１および第２の作図点を定義し、前記要素タイプ判断ステップが前記第１の要素の要素タイプを線分と判断した場合に、前記第３の面上に前記第１の要素と前記第２の作図ステップが前記第１および第２の作図点から生成する前記第２の要素とによって規定される矩形を投影処理することにより矩形の前記第３の要素を生成して表示する
ことを特徴とする請求項１記載の３次元形状の作図方法。 - 前記ヘアカーソルを前記第１の要素に一致させた状態で前記定義ステップが前記第１の作図点を定義したときに、前記第１の要素の要素タイプを判断する要素タイプ判断ステップを更に備え、
前記第３の作図ステップは、前記定義ステップが、前記ヘアカーソルを前記第１の要素の一端点および他端点に一致させた状態で、前記第１および第２の作図点をそれぞれ定義し、前記要素タイプ判断ステップが前記第１の要素の要素タイプを線分と判断した場合に、前記第３の面上に前記第１の要素と前記第２の作図ステップが前記第１および第２の作図点から生成する前記第２の要素とによって規定される点を投影処理することにより点の前記第３の要素を生成して表示する
ことを特徴とする請求項１記載の３次元形状の作図方法。 - 前記ヘアカーソルを前記第１の要素に一致させた状態で前記定義ステップが前記第１の作図点を定義したときに、前記第１の要素の要素タイプを判断する要素タイプ判断ステップを更に備え、
前記第３の作図ステップは、前記定義ステップが、前記ヘアカーソルを前記第１の要素の一端点および他端点に一致させた状態で、前記第１および第２の作図点をそれぞれ定義し、前記要素タイプ判断ステップが前記第１の要素の要素タイプを線分と判断した場合に、前記第３の面上に前記第１の要素と前記第２の作図ステップが前記第１および第２の作図点から生成する矩形の前記第２の要素とによって規定される線分を投影処理することにより線分の前記第３の要素を生成して表示する
ことを特徴とする請求項１記載の３次元形状の作図方法。 - 前記ヘアカーソルを前記第１の要素に一致させた状態で前記定義ステップが前記第１の作図点を定義したときに、前記第１の要素の要素タイプを判断する要素タイプ判断ステップを更に備え、
前記第３の作図ステップは、前記ヘアカーソルを前記第１の要素に一致させた状態で前記定義ステップが前記第１および第２の作図点をそれぞれ定義し、前記要素タイプ判断ステップが前記第１の要素の要素タイプを点と判断した場合に、前記第３の面上に前記第２の作図ステップが前記第１および第２の作図点から生成する前記第２の要素によって規定される線分を投影処理することにより線分の前記第３の要素を生成して表示する
ことを特徴とする請求項１記載の３次元形状の作図方法。 - 前記ヘアカーソルを前記第１の要素に一致させた状態で前記定義ステップが前記第１の作図点を定義したときに、前記第１の要素の要素タイプを判断する要素タイプ判断ステップを更に備え、
前記第３の作図ステップは、前記ヘアカーソルを前記第１の要素の一端点および他端点に一致させた状態で、前記定義ステップが前記第１および第２の作図点をそれぞれ定義し、前記要素タイプ判断ステップが前記第１の要素の要素タイプを円と判断した場合に、前記第３の面上に前記円の直径と前記第２の作図ステップが前記第１および第２の作図点から生成する矩形の前記第２の要素とによって規定される矩形を投影処理することにより矩形の前記第３の要素を生成して表示する
ことを特徴とする請求項１記載の３次元形状の作図方法。
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| US6445974B1 (en) * | 1998-12-30 | 2002-09-03 | Intergraph Corporation | CAD-neutral application programming interface |
| US6603486B1 (en) * | 1999-09-13 | 2003-08-05 | Solidworks Corporation | Electronic drawing data translation |
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| US7346408B2 (en) * | 2005-09-06 | 2008-03-18 | Esko Ip Nv | Two-dimensional graphics for incorporating on three-dimensional objects |
| US20090115782A1 (en) * | 2007-11-05 | 2009-05-07 | Darren Scott Irons | Display of Analytic Objects and Geometric Objects |
| CN101464870B (zh) * | 2007-12-21 | 2011-03-23 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 冲压模具零件跨图档拷贝***及方法 |
| US8346020B2 (en) * | 2008-05-02 | 2013-01-01 | Zentech, Inc. | Automated generation of 3D models from 2D computer-aided design (CAD) drawings |
| US20150097829A1 (en) * | 2013-10-09 | 2015-04-09 | Cherif Atia Algreatly | 3D Modeling Using Unrelated Drawings |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2892423B2 (ja) * | 1990-02-28 | 1999-05-17 | 株式会社日立製作所 | 画像表示装置及び画像表示方法 |
| US5299307A (en) * | 1990-08-17 | 1994-03-29 | Claris Corporation | Controls for drawing images on computer displays |
| US5528735A (en) * | 1993-03-23 | 1996-06-18 | Silicon Graphics Inc. | Method and apparatus for displaying data within a three-dimensional information landscape |
| JP3333319B2 (ja) * | 1994-06-03 | 2002-10-15 | 三菱電機株式会社 | ２次元３次元統合型ｃａｄシステム |
| US5577176A (en) * | 1994-11-23 | 1996-11-19 | Computervision Corporation | Method and apparatus for displaying a cursor along a two dimensional representation of a computer generated three dimensional surface |
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