JPH04238587A - 球表示方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は球表示方法およびその
装置に関し、さらに詳細にいえば、原子を球で表示する
ことにより分子構造を可視的に表示する場合に特に好適
な球表示方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からコンピュータ化学の分野におい
ては、原子を球で表示するとともに、原子同士の結合を
円柱等で表示することにより分子構造を可視的に表示す
ることが一般的に行なわれるようになってきている。こ
の場合において、球の表示を行なう方法として、球の表
面を予め定めた数のポリゴンに分割し、各ポリゴンをぬ
りつぶす方法が採用されている。ここで、ポリゴンの分
割数は、十分に大きい球をスムーズに表示できる数に設
定されているので、全ての球を高品質に表示できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ディスプレイ
装置上に分子構造を可視的に表示する場合には、分子の
種類によって原子の数が異なるが、一般的にかなり原子
数が多く、特に有機高分子を可視的に表示する場合には
著しく多数の原子が可視的に表示されることになる。し
たがって、ディスプレイ装置上に表示されている分子構
造全体としてみた場合にぬりつぶす必要があるポリゴン
数が著しく多くなり、この結果、分子構造の可視的表示
、分子の回転、並進等の処理速度が低下してしまうとい
う不都合がある。

【０００４】また、コンピュータ化学の分野においては
、分子の回転、並進等をかなり頻繁に行なう必要がある
ので、これらの処理速度の低下を極力阻止しなければな
らない。したがって、高速のグラフィックス表示装置を
採用しなければならなくなり、コストアップを招いてし
まうという不都合がある。以上はコンピュータ化学の分
野に適用した場合について説明したが、コンピュータ化
学以外の分野であっても、多数の球を表示しなければな
らない分野に適用した場合にも同様の不都合が生じる。

【０００５】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、グラフィックス表示装置の性能を向上さ
せなくても球の表示速度を向上させることができ、しか
も球の表示品質を殆ど損なうことのない球表示方法およ
びその装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１の球表示方法は、球の表面を複数のポリ
ゴンで近似し、ポリゴンをぬりつぶしてディスプレイ装
置上に表示するに当って、球の拡大、縮小倍率に基づい
て球の表面のポリゴン分割数を得、得られたポリゴン分
割数に基づいて球の可視的表示側のみをポリゴン分割す
る方法である。

【０００７】請求項２の球表示方法は、球の表面を複数
のポリゴンで近似し、ポリゴンをぬりつぶしてディスプ
レイ装置上に表示するに当って、球の表示サイズを検出
し、検出された表示サイズに基づいて球の表面のポリゴ
ン分割数を得、得られたポリゴン分割数に基づいて球の
可視的表示側のみをポリゴン分割する方法である。請求
項３の球表示装置は、球の可視的表示側のみをポリゴン
分割する分割手段と、球の拡大、縮小倍率を設定する倍
率設定手段と、倍率設定手段により設定された倍率に基
づいて分割手段による分割数を設定する分割数設定手段
とを含んでいる。

【０００８】請求項４の球表示装置は、球の可視的表示
側のみをポリゴン分割する分割手段と、球のサイズを識
別するサイズ識別手段と、サイズ識別手段により識別さ
れたサイズに基づいて分割手段による分割数を設定する
分割数設定手段とを含んでいる。

【０００９】

【作用】請求項１の球表示方法であれば、球の表面を複
数のポリゴンで近似し、ポリゴンをぬりつぶしてディス
プレイ装置上に表示する場合に、球の拡大、縮小倍率に
基づいて球の表面のポリゴン分割数を得、得られたポリ
ゴン分割数に基づいて球の可視的表示側のみをポリゴン
分割するのであるから、縮小倍率が大きくなってディス
プレイ装置上に同時に表示される球の数が増加する場合
に、各球のポリゴン分割数を少なくできるので、全体と
してのポリゴン数は余り増加せず、球の数が余り増加し
ない場合にはポリゴン数が減少し、従来方法と比較して
著しく高速の球表示を達成できる。また、球の表示品質
も殆ど低下しない。逆に、拡大倍率が大きくなれば、各
球のポリゴン分割数が多くなるが、ディスプレイ装置上
に同時に表示される球の数が減少するので、球表示速度
は余り低下せず、しかも高品質の球表示を達成できる。

【００１０】請求項２の球表示方法は、球の表面を複数
のポリゴンで近似し、ポリゴンをぬりつぶしてディスプ
レイ装置上に表示する場合に、球の表示サイズを検出し
、検出された表示サイズに基づいて球の表面のポリゴン
分割数を得、得られたポリゴン分割数に基づいて球の可
視的表示側のみをポリゴン分割するのであるから、サイ
ズが大きい球についてはポリゴン分割数を大きく設定し
、サイズが小さい球についてはポリゴン分割数を小さく
設定することにより、全体としてポリゴン数を減少でき
る。また、サイズが小さい球の割合が多ければポリゴン
数の減少割合を大きくできる。したがって、球の表示品
質を殆ど低下させることなく高速の球表示を達成できる
。

【００１１】請求項３の球表示装置であれば、球の表面
を複数のポリゴンで近似し、ポリゴンをぬりつぶしてデ
ィスプレイ装置上に表示する場合において、倍率設定手
段により球の拡大、縮小倍率を設定すれば、倍率設定手
段により設定された倍率に基づいて分割数設定手段によ
りポリゴン分割数を設定する。そして、分割手段により
、設定されたポリゴン分割数に基づいて球の可視的表示
側のみをポリゴン分割する。したがって、縮小倍率が大
きくなってディスプレイ装置上に同時に表示される球の
数が増加する場合に、各球のポリゴン分割数を少なくで
きるので、全体としてのポリゴン数は余り増加せず、球
の数が余り増加しない場合にはポリゴン数が減少し、従
来方法と比較して著しく高速の球表示を達成できる。 また、球の表示品質も殆ど低下しない。逆に、拡大倍率
が大きくなれば、各球のポリゴン分割数が多くなるが、
ディスプレイ装置上に同時に表示される球の数が減少す
るので、球表示速度は余り低下せず、しかも高品質の球
表示を達成できる。

【００１２】請求項４の球表示装置であれば、球の表面
を複数のポリゴンで近似し、ポリゴンをぬりつぶしてデ
ィスプレイ装置上に表示する場合において、サイズ識別
手段により球のサイズを識別すれば、サイズ識別手段に
より識別されたサイズに基づいて分割数設定手段により
ポリゴン分割数を設定する。そして、分割手段により、
設定されたポリゴン分割数に基づいて球の可視的表示側
のみをポリゴン分割する。したがって、サイズが大きい
球についてはポリゴン分割数を大きく設定し、サイズが
小さい球についてはポリゴン分割数を小さく設定するこ
とにより、全体としてポリゴン数を減少できる。また、
サイズが小さい球の割合が多ければポリゴン数の減少割
合を大きくできる。したがって、球の表示品質を殆ど低
下させることなく高速の球表示を達成できる。

【００１３】

【実施例１】以下、実施例を示す添付図面によって詳細
に説明する。図１はこの発明の球表示方法の一実施例を
示すフローチャートであり、ステップＳＰ１において分
子ファイルから、少なくとも各原子の座標値を含む分子
データを読み込み、ステップＳＰ２において分子の中心
を算出し、ステップＳＰ３において分子の中心から最も
離れた原子（以下、最大距離原子と称する）を検出し、
ステップＳＰ４において分子の中心と最大距離原子との
距離を算出する。そして、ステップＳＰ５において分子
を見やすく表示するための拡大、縮小倍率（以下、スケ
ール値と称する）を算出する。具体的には、例えば、デ
ィスプレイ装置の画面の７０％の領域に分子を表示する
ためのスケール値を算出する。

【００１４】その後は、ステップＳＰ６において、算出
されたスケール値に基づいて原子として表示されるべき
球の分割数を設定する。この分割数の設定は、スケール
値に基づく演算を行なうことにより達成してもよいが、
予め複数の分割数を定めておき、スケール値に基づいて
該当する分割数を選択することが好ましく、処理を簡素
化できる。

【００１５】以上のように分割数の設定が行なわれた後
は、ステップＳＰ７において分子を構成する各原子に対
応する球の可視側表面のみをポリゴン分割し、分割され
た全てのポリゴンをぬりつぶして球の表示を行なう。次
いで、ステップＳＰ８において分子の表示を見てスケー
ル値の変更が指示されたか否かを判別し、スケール値の
変更が指示された場合には、指示されたスケール値に基
づいて再びステップＳＰ６の処理を行なう。逆にスケー
ル値の変更が指示されていない場合には、そのまま一連
の処理を終了する。但し、分子の表示についてはそのま
ま継続させる。

【００１６】したがって、大きい分子を表示する場合に
は原子数が多く、そのままでは全ての球を表示するため
の必要なポリゴン数が著しく多くなってしまうのである
が、スケール値が小さく設定され、分割数も小さく設定
されるのであるから（図３参照）、全体としてポリゴン
数の増加を大幅に抑制でき、または分子を構成する原子
の数によってはポリゴン数を少なくでき、従来方法と比
較して分子を表示するために必要な時間を大幅に短縮で
きる。

【００１７】逆に、小さい分子を表示する場合には分子
を構成する各原子がかなり大きい球として表示されるの
であるが、スケール値が大きく設定され、球のポリゴン
分割数が大きく設定されるので（図２参照）、球を高品
質に表示できる。

【００１８】

【実施例２】図４はこの発明の球表示装置の一実施例を
示すブロック図であり、球データ（例えば、中心の座標
値と半径と表示色データ）を保持する球データ保持部１
と、球の拡大、縮小倍率を設定する倍率設定部２と、設
定された倍率に基づいて球の可視側表面に対するポリゴ
ン分割数を出力する分割数出力部３と、球データ保持部
１から読み出された球データおよび分割数出力部３から
出力されるポリゴン分割数に基づいて球の可視側表面の
みをポリゴン分割するポリゴン分割部４と、表示色デー
タに基づいてシェーディングを施しながら、分割された
各ポリゴンをぬりつぶすぬりつぶし部５と、ぬりつぶし
部５により得られた画素データを格納するフレーム・メ
モリ６と、フレーム・メモリ６の内容に基づく可視的表
示を行なうディスプレイ装置７とを有している。

【００１９】上記構成の球表示装置の動作は次のとおり
である。図示しない上位プロセッサ等から供給される球
データが球データ保持部１に保持され、倍率設定部２に
より球の表示倍率が設定される。このように初期設定が
行なわれた後は、設定された表示倍率に基づいて分割数
出力部３からポリゴン分割数が出力されるので、球デー
タ保持部１から読み出された球データおよび分割数出力
部３から出力されるポリゴン分割数に基づいてポリゴン
分割部４により球の可視側表面のみをポリゴン分割する
。その後は、ぬりつぶし部５により、表示色データに基
づいてシェーディングを施しながら、分割された各ポリ
ゴンをぬりつぶし、ぬりつぶしにより得られた画素デー
タをフレーム・メモリ６に格納し、フレーム・メモリ６
の内容に基づいてディスプレイ装置７により可視的表示
を行なう。

【００２０】したがって、球の表示倍率が１である場合
に例えば図２に示すようにポリゴン分割数を３６に設定
するように定められていても、球の表示倍率が１／２に
設定された場合に例えば図３に示すようにポリゴン分割
数を１６に設定するのであるから、一般的に球の表示数
が多くなる可能性がある縮小時に表示画面全体としての
ポリゴン数の増加を抑制でき、またはポリゴン数を減少
でき、全体としての表示速度を高速化できる。

【００２１】特に、コンピュータ化学の分野に適用した
場合には、分子構造の回転、並進等がかなり頻繁に行な
われるのであり、しかも縮小した状態における表示原子
数が著しく多くなるのであるから、この実施例を適用す
ることにより、グラフィックス表示装置の表示速度を特
別に向上させることなく、従来方法よりも高速の表示を
達成できる。

【００２２】逆に、球が拡大して表示される場合には、
一般的に球の表示数が少なくなるので表示速度は余り低
下せず、しかも高品質に球を表示できる。尚、以上には
、表示倍率が１および１／２の場合のみについて説明し
たが、他の倍率についても予めポリゴン分割数を設定し
ておけばよく、表意品質を低下させることなく表示速度
を向上できる。

【００２３】

【実施例３】図５はこの発明の球表示方法の他の実施例
を示すフローチャートであり、図１のフローチャートと
異なる点はステップＳＰ６の処理のみである。即ち、ス
テップＳＰ６１において、算出されたスケール値に基づ
いて原子として表示されるべき全ての球の実際の表示サ
イズを算出し、ステップＳＰ６２において各球の実際の
表示サイズに基づいて分割数を設定する。

【００２４】したがって、この実施例の場合には、スケ
ール値のみに基づいて分割数が設定されるのではなく、
スケール値に基づいて定まる実際の表示サイズに基づい
て分割数が設定されるので、分子全体としてのポリゴン
数を一層減少でき、分子の表示速度を一層高速化できる
。また、このように設定された分割数に基づいて各原子
を表示すれば、全ての原子の表示品質を同程度にできる
。

【００２５】特に、コンピュータ化学の分野に適用した
場合には、分子構造の回転、並進等がかなり頻繁に行な
われるのであり、しかも縮小した状態における表示原子
数が著しく多くなるのであるから、この実施例を適用す
ることにより、グラフィックス表示装置の表示速度を特
別に向上させることなく、従来方法よりも高速の表示を
達成できる。

【００２６】

【実施例４】図６はこの発明の球表示装置の他の実施例
を示すブロック図であり、球データ（例えば、中心の座
標値と半径と表示色データ）を保持する球データ保持部
１と、球の拡大、縮小倍率を設定する倍率設定部２と、
球データおよび設定倍率に基づいて実際に表示される球
のサイズを認識するサイズ認識部８と、認識された球の
サイズに基づいて球の可視側表面に対するポリゴン分割
数を出力する分割数出力部９と、球データ保持部１から
読み出された球データおよび分割数出力部９から出力さ
れるポリゴン分割数に基づいて球の可視側表面のみをポ
リゴン分割するポリゴン分割部４と、表示色データに基
づいてシェーディングを施しながら、分割された各ポリ
ゴンをぬりつぶすぬりつぶし部５と、ぬりつぶし部５に
より得られた画素データを格納するフレーム・メモリ６
と、フレーム・メモリ６の内容に基づく可視的表示を行
なうディスプレイ装置７とを有している。

【００２７】上記構成の球表示装置の動作は次のとおり
である。図示しない上位プロセッサ等から供給される球
データが球データ保持部１に保持され、倍率設定部２に
より球の表示倍率が設定される。このように初期設定が
行なわれた後は、球データおよび設定された表示倍率に
基づいてサイズ認識部８により実際に表示される球のサ
イズが認識され、認識された球のサイズに基づいて分割
数出力部９からポリゴン分割数が出力されるので、球デ
ータ保持部１から読み出された球データおよび分割数出
力部９から出力されるポリゴン分割数に基づいてポリゴ
ン分割部４により球の可視側表面のみをポリゴン分割す
る。その後は、ぬりつぶし部５により、表示色データに
基づいてシェーディングを施しながら、分割された各ポ
リゴンをぬりつぶし、ぬりつぶしにより得られた画素デ
ータをフレーム・メモリ６に格納し、フレーム・メモリ
６の内容に基づいてディスプレイ装置７により可視的表
示を行なう。

【００２８】したがって、基準となるサイズの球を表示
する場合に例えば図２に示すようにポリゴン分割数を３
６に設定するように定められていても、球のサイズが１
／２である場合に例えば図３に示すようにポリゴン分割
数を１６に設定する。したがって、一般的に球の表示数
が多い場合に各球のサイズが小さくなることに伴なって
、表示画面全体としてのポリゴン数の増加を抑制でき、
またはポリゴン数を減少でき、全体としての表示速度を
高速化できる。また、球のサイズに合せてポリゴン分割
数を設定するのであるから、全ての球が同程度に高品質
に表示される。

【００２９】特に、コンピュータ化学の分野に適用した
場合には、分子構造の回転、並進等がかなり頻繁に行な
われるのであり、しかも縮小した状態における表示原子
数が著しく多くなるのであるから、この実施例を適用す
ることにより、グラフィックス表示装置の表示速度を特
別に向上させることなく、従来方法よりも高速の表示を
達成できる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明は、一般的
に同時に表示される球の数が増加する縮小時における表
示画面全体としてのポリゴン数の増加を大幅に抑制し、
条件によってはポリゴン数を減少して、グラフィックス
表示装置の処理速度を向上させなくても画面全体として
の表示速度を高速化でき、しかも十分な品質の球の表示
を達成できるという特有の効果を奏する。

【００３１】請求項２の発明は、大きいサイズの球、小
さいサイズの球が混在する場合に、サイズに応じてポリ
ゴン分割数を変化させるのであるから、表示画面全体と
してのポリゴン数の増加を大幅に抑制し、条件によって
はポリゴン数を減少して、グラフィックス表示装置の処
理速度を向上させなくても画面全体としての表示速度を
高速化でき、しかも十分な品質の球の表示を達成できる
という特有の効果を奏する。

【００３２】請求項３の発明は、一般的に同時に表示さ
れる球の数が増加する縮小時における表示画面全体とし
てのポリゴン数の増加を大幅に抑制し、条件によっては
ポリゴン数を減少して、グラフィックス表示装置の処理
速度を向上させなくても画面全体としての表示速度を高
速化でき、しかも十分な品質の球の表示を達成できると
いう特有の効果を奏する。

【００３３】請求項４の発明は、大きいサイズの球、小
さいサイズの球が混在する場合に、サイズに応じてポリ
ゴン分割数を変化させるのであるから、表示画面全体と
してのポリゴン数の増加を大幅に抑制し、条件によって
はポリゴン数を減少して、グラフィックス表示装置の処
理速度を向上させなくても画面全体としての表示速度を
高速化でき、しかも十分な品質の球の表示を達成できる
という特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の球表示方法の一実施例を示すフロー
チャートである。

【図２】ポリゴン分割数が多い状態を説明する図である
。

【図３】ポリゴン分割数が少ない状態を説明する図であ
る。

【図４】この発明の球表示装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図５】この発明の球表示方法の他の実施例を示すフロ
ーチャートである。

【図６】この発明の球表示装置の他の実施例を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

２　　倍率設定部　　　　３　　分割数出力部　　　　
４　　ポリゴン分割部 ７　　ディスプレイ装置　　　　８　　サイズ認識部　
　　　９　　分割数出力部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　球の表面を複数のポリゴンで近似し、
   ポリゴンをぬりつぶしてディスプレイ装置（７）上に表
   示する球表示方法において、球の拡大、縮小倍率に基づ
   いて球の表面のポリゴン分割数を得、得られたポリゴン
   分割数に基づいて球の可視的表示側のみをポリゴン分割
   することを特徴とする球表示方法。
2. 【請求項２】　　球の表面を複数のポリゴンで近似し、
   ポリゴンをぬりつぶしてディスプレイ装置（７）上に表
   示する球表示方法において、球の表示サイズを検出し、
   検出された表示サイズに基づいて球の表面のポリゴン分
   割数を得、得られたポリゴン分割数に基づいて球の可視
   的表示側のみをポリゴン分割することを特徴とする球表
   示方法。
3. 【請求項３】　　球の表面を複数のポリゴンで近似し、
   ポリゴンをぬりつぶしてディスプレイ装置（７）上に表
   示する球表示装置において、球の可視的表示側のみをポ
   リゴン分割する分割手段（４）と、球の拡大、縮小倍率
   を設定する倍率設定手段（２）と、倍率設定手段（２）
   により設定された倍率に基づいて分割手段（４）による
   分割数を設定する分割数設定手段（３）とを含むことを
   特徴とする球表示装置。
4. 【請求項４】　　球の表面を複数のポリゴンで近似し、
   ポリゴンをぬりつぶしてディスプレイ装置（７）上に表
   示する球表示装置において、球の可視的表示側のみをポ
   リゴン分割する分割手段（４）と、球のサイズを識別す
   るサイズ識別手段（８）と、サイズ識別手段（８）によ
   り識別されたサイズに基づいて分割手段（４）による分
   割数を設定する分割数設定手段（９）とを含むことを特
   徴とする球表示装置。