JPH07114651A

JPH07114651A - ３次元図形処理方式

Info

Publication number: JPH07114651A
Application number: JP25823093A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Watanabe; 和典渡辺
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-10-15
Filing date: 1993-10-15
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】目的の３次元図形を作成するためのＰＨＩＧ
Ｓソースコードを容易に作成するとともに、既存のＰＨ
ＩＧＳソースコードから目的の３次元図形を得るための
ソースコード改造を容易に行う。【構成】操作者は、入力装置２からＣＡＤコマンド５
１を入力する。３次元モデル生成部１２は、入力された
コマンドから３次元モデルを作成する。目的の図形を得
るまでモデル変更操作を行い、そのＣＡＤコマンドの内
容を操作記録部１３で記録する。最適化処理部１４で
は、操作記録部１３で記録された不要コマンドの削除な
どの最適化処理を行い、ＰＨＩＧＳソ−ス生成部１５で
はＰＨＩＧＳソ−スコ−ドを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３次元グラフィックス
処理方式に関し、特に国際規格であるＰＨＩＧＳなどの
３次元グラフィック規格を用いて、３次元図形処理プロ
グラムを開発する場合のソースコードを生成する３次元
図形処理方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、３次元グラフィックスの処理を行
なう場合に、ＡＰＩの国際規格であるＰＨＩＧＳがよく
使用される。このＰＨＩＧＳ（ＰＨＩＧＳＰＬＵＳの
機能も含む）は、３次元および２次元グラフィックスの
国際規格であり、グラフィック・ライブラリのＡＰＩ
（応用プログラムとのインタフェース）を規定したもの
である。

【０００３】そして、グラフィック・ライブラリとして
は、各社独自のものや国際規格になりつつあるＰＥＸｌ
ｉｂ（ＰＥＸ用のライブラリであり、ＰＥＸは、ＰＨＩ
ＧＳＥxtension for Ｘの略で、米国ＭＩＴおよびＳＵ
Ｎ、富士通によって開発されたソフトウェアである）な
どがあるが、ハードインタフェースに近い低レベルのも
のであるため、一般の応用プログラム作成者にとっては
使いかってが悪い。

【０００４】このため、一般の応用プログラム作成者
は、３次元グラフィックスの応用プログラムを作成する
には、高レベルのインタフェースであるＰＨＩＧＳを利
用することが多く、普及しつつある。また、ＰＨＩＧＳ
は国際規格であるため可般性があり、低レベルのインタ
フェースが異なるシステム間においてもＰＨＩＧＳを使
用した応用プログラムを利用することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＰＨＩＧＳを
使用するためには応用プログラムから４００以上もある
関数を使い分け、各関数ごとに定められているパラメタ
に値を指定し、各関数を正しい順番で呼び出さなけれ
ば、目的の図形を得ることはできない。このため、ユー
ザ、特に初心者がＰＨＩＧＳを使用する場合、相当な時
間を要する。

【０００６】また、ＰＨＩＧＳは、応用プログラムのソ
ースコードしか目に見えるものがないため、熟練のユ−
ザでも、一旦作成したＰＨＩＧＳソースコードを実行し
て、相対的な表示位置、視点位置、色などを表示して目
で確認した上で、目的の図形が得られるまでソースコー
ドを直接修正して表示するという、試行錯誤を繰り返え
さなければならず、ソースコードの生成に多大の時間を
要するという問題があった。

【０００７】本発明の目的は、目的の３次元図形を作成
するためのＰＨＩＧＳソースコードを容易に作成すると
ともに、既存のＰＨＩＧＳソースコードから目的の３次
元図形を得るためのソースコード改造を容易に行うよう
にした３次元図形処理方式を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、コンピュータ処理によって３次元図形
を作成して出力する３次元図形処理方式において、入力
されたコマンドから３次元図形モデルを生成する手段
と、目的の図形が出力されるまでに入力されたコマンド
の内容を記録する手段と、該目的の図形が出力された段
階で、該記録手段におけるコマンドの表示時間が最短に
なり、使用メモリが最小となるようにコマンドの最適化
を行う手段と、該最適化後のコマンドから３次元グラフ
ィック規格のソースコードを生成する手段を備えたこと
を特徴としている。

【０００９】

【作用】３次元図形モデルを生成する方法として、ＰＨ
ＩＧＳソースコードを直接生成する他に、一般のＣＡＤ
システムの３次元形状モデラを用いる方法がある。３次
元形状モデラでは直方体、円柱、球などのモデル作成コ
マンドを組み合わせることにより、簡単に３次元図形モ
デルを生成できる。つまり、簡便なＣＡＤシステムの３
次元モデラは、ＰＨＩＧＳソースコードを直接記述する
のに比べて、簡単に３次元図形モデルを生成することが
できる。本発明では、目的の３次元図形モデルを生成す
る手段として、この３次元形状モデラを利用する。

【００１０】すなわち、ワークステーション上に、３次
元図形モデル生成部と３次元図形モデル生成部において
目的の３次元図形モデルを得るまで操作者が操作した内
容を記録する操作記録部を設ける。操作記録部で記録さ
れたコマンドログの中から、試行錯誤の操作により生じ
たコマンドの重複、削除を行い、さらにＰＨＩＧＳの特
性に着目して、最も表示時間が短くなるようにコマンド
を最適化する最適化手段を設け、この最適化したコマン
ドをＰＨＩＧＳソース生成部でＰＨＩＧＳソースコード
を生成する。このように本発明では、３次元モデル生成
部で３次元図形モデルのイメージを目で確認しながら目
的の図形を作成し、その後、３次元図形モデルを表示す
るためのＰＨＩＧＳソースコードを生成しているので、
ＰＨＩＧＳの知識のない初心者でも目的のＰＨＩＧＳソ
ースコードを容易に生成することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体
的に説明する。図１は、本発明の一実施例のシステム構
成であり、ＭＰＵ１と入力装置２と表示装置３とファイ
ル４を備えたワークステーションによって構成される。

【００１２】入力装置２は、キーボード２１、マウス２
２、ダイヤル２３で構成され、表示装置３は、ディスプ
レイ３１で構成され、ファイル４は、既存ＰＨＩＧＳソ
ースファイル４１、コマンドログファイル４２、最適化
コマンドファイル４３、出力ＰＨＩＧＳソースファイル
４４で構成されている。

【００１３】また、ＭＰＵ１は、既存ソース入力部１
１、３次元モデル生成部１２、操作記録部１３、最適化
処理部１４、ＰＨＩＧＳソース生成部１５によって構成
されている。ここで、３次元モデル生成部１２は、任意
のＣＡＤシステムによる３次元形状モデラによって構成
されている。

【００１４】図２は、本実施例の動作を説明する図であ
る。図２において、操作者は、３次元図形モデルを作成
するＣＡＤコマンド５１を入力装置２より入力する。入
力されたコマンドから、３次元モデル生成部１２では３
次元図形モデルを作成し、入力されたコマンドを操作記
録部１３へ渡す。操作記録部１３では、グラフィックコ
マンドに変換してグラフィックコマンドを表示装置３へ
送信することにより、３次元図形モデルをディスプレイ
３１などの表示装置３へ表示する。また、グラフィック
コマンドは、コマンドログファイル４２に記録される。
以上の処理の流れが図２のに示すモデル作成処理であ
る。

【００１５】次いで操作者は、表示された３次元図形モ
デルを見て、目的の図形が得られるように、キーボード
２１、マウス２２、ダイヤル２３などの入力装置２を用
いて形状や色などの属性情報や視点情報などを変更する
モデル変更５２を行う。その際、変更を行うごとに、入
力装置２からのモデル変更指示５２に従って３次元モデ
ル生成部１２では変更部分の図形モデルを作成し、モデ
ルデータの内容を操作記録部１３へ渡す。

【００１６】操作記録部１３では、グラフィックコマン
ドを送信して３次元図形モデルをディスプレイ３１など
の表示装置３へ表示すると同時にグラフィックコマンド
をコマンドログファイル４２中に記録する。このモデル
変更処理は、目的の図形が得られるまで操作者によっ
て繰り返される。コマンドログには上記したモデル変更
処理で操作された内容がすべてログとして記録され
る。その際、試行錯誤の結果、重複して最終的には不要
になる途中経過のデータにフラグを立てておく。以上の
処理の流れが図２のに示すモデル変更処理である。

【００１７】なお、コマンドログファイル４２に記録さ
れるデータは、各システム独自のグラフィックコマン
ド、ＰＥＸｌｉｂなどの低レベルグラフィックコマン
ド、ＰＨＩＧＳのコマンドの何れでもよい。

【００１８】目的の図形を得た操作者は、最適化指示５
３を出す。該指示を受けた最適化処理部１４ではコマン
ドログファイル４２からコマンドログの内容（グラフィ
ックコマンド）を取り込む。次に、取り込んだ内容か
ら、フラグが立っているデータ、つまり先の試行錯誤の
結果、重複して最終的には不要になった途中経過のデー
タを削除する。

【００１９】最適化指示５３を行う際に、表示を最速に
するオプションを設け、最速指示がある場合には、次に
最速化処理を行う。最速化処理では、表示を最速にする
ＰＨＩＧＳソースを生成することを目的とし、ストラク
チャなどの統合や、バンドル属性の適用などを行い、表
示の最速化と同時にメモリの最小化を行う。

【００２０】ただし、操作者が意識してストラクチャに
分けたりする場合もあるので、情報欠落を防ぐ意味から
最速化処理をオプションとする。

【００２１】次に、不要データの削除と最速化処理を行
ったデータを最適化コマンドファイル４３に出力する。
出力するデータは、コマンドログファイル４２と同様に
グラフィックコマンドとし、各システム独自のものでも
ＰＥＸｌｉｂなどの低レベルグラフィックコマンドで
も、ＰＨＩＧＳのコマンドでもよい。以上の処理の流れ
がの最適化処理となる。

【００２２】最適化されたデータからＰＨＩＧＳソース
コードを得るため、操作者は、ＰＨＩＧＳソース生成指
示５４を指示する。ＰＨＩＧＳソース生成部１５では、
最適化コマンドファイル４３からデータを取り込み、最
適化されたグラフィックコマンドからＰＨＩＧＳのソー
スコードを生成し、出力ＰＨＩＧＳソースファイル４４
へ出力する。以上の処理の流れが、のＰＨＩＧＳのソ
ースコード生成処理となる。

【００２３】モデル作成処理の入力情報として、ＣＡ
Ｄコマンドのほかに既存のＰＨＩＧＳソースコード入力
をするため、操作者は既存ソース入力指示５０を出す。
既存ソース入力部１１では、既存ＰＨＩＧＳソースファ
イル４１よりソースコードを取り込み、ＰＨＩＧＳソー
スコードを３次元モデル作成のためのＣＡＤコマンドに
変換して、３次元モデル生成部１２へ渡す。以上の処理
の流れが、’の既存ソースコード入力処理となる。

【００２４】次に、モデル作成処理で示したように、
３次元モデル生成部１２からの変換されたＣＡＤコマン
ドを、操作記録部１３でグラフィックコマンドに変換
し、コマンドログファイル４２へ出力すると同時に、３
次元図形モデルをディスプレイ３１に表示する。以下、
前述した〜の処理によって、既存のＰＨＩＧＳソー
スコードを入力して、改造されたＰＨＩＧＳソースコー
ドを出力することができる。

【００２５】なお、最適化処理で最適化コマンドファ
イル４３に出力するグラフィックコマンドをＰＨＩＧＳ
のコマンドにした場合、最適化コマンドファイル４３の
内容が最適化されたＰＨＩＧＳソースコードになるの
で、ＰＨＩＧＳソースコード生成部１５は必要でなく、
出力ＰＨＩＧＳソースファイル４４は最適化コマンドフ
ァイル４３で実現できる。また、上記した実施例は３次
元図形を対象にしたものであるが、２次元図形について
も適用できる。

【００２６】図３乃至図５に示す具体的例を用いて、本
発明をさらに説明する。前述したように入力装置から図
３に示すＣＡＤコマンド１０１が入力される。このＣＡ
Ｄコマンド１０１は、直方体を定義したもので、図形種
別、立体種別、Ｘ方向の長さ、Ｙ方向の長さ、Ｚ方向の
長さ、配置点からなる。

【００２７】図３のディスプレイ表示１０２は、図２の
３次元モデル生成部１２および操作記録部１３で作成さ
れた３次元モデルをディスプレイに表示したものであ
り、モデル変更前のコマンドログファイルの内容１０３
は、コマンドログファイル４２に出力されたグラフィッ
クコマンドの内容である。

【００２８】次いで、操作者は、目的の図形を得るため
のモデル変更操作５２を行う。本実施例では、Ｙ方向の
高さｄ２をｄ２１に変更し、さらにｄ２２に変更する。
図４に示す１０４（ａ）は、モデル変更の一例を示し、
１０４（ｂ）は、ディスプレイ３１に表示されたモデル
変更後のモデルである。また、１０５は、モデル変更中
のコマンドログファイル４２に記録された内容である。
すなわち、５００行目の１０５１の「＊５００ｄ２＝
１.０」は、モデルのディスプレイ表示１０２で表示さ
れているときの高さを表す式である。５１０行目の１０
５２の「＊５１０ｄ２＝３.０」は、高さをｄ２１に
変更した式であり、５１５行目の１０５３の「＊５１５
ｄ２＝５.０」は、高さをｄ２２に変更した式であ
る。そして、５００行目及び５１０行目の「＊」は、高
さを変更したために不要になったことを示すフラグであ
る。

【００２９】次に、操作者は、目的の図形が得られたの
で最適化処理の命令を指示する。最適化処理部１４では
不要コマンドの削除を行う。図５に示す１０６は、削除
を行い、最適化コマンドファイル４３に出力されたコマ
ンドの内容である。ここで、１０５の５００行目と５１
０行目が削除され、１０６では、５１５行目を５００行
目に書き換えている。

【００３０】次に、操作者は、ＰＨＩＧＳソース作成指
示５４を指示する。ＰＨＩＧＳソース生成部１５では、
最適化コマンドファイル４３の内容１０６から、図５に
示すＰＨＩＧＳソースコード１０７を出力ＰＨＩＧＳソ
ースファイル４４に出力する。ＰＨＩＧＳソースコード
１０７では、グラフィックコマンド１０６で定義された
モデルを１つのストラクチャ（ＰＯＰＳＴ（１）〜ＰＣ
ＬＳＴの１０７１に相当）としてＰＨＩＧＳソースコー
ドに変換している。

【００３１】ＰＨＩＧＳソースコード１０７について簡
単に説明すると、１行目ＰＯＰＰＨ（１，１）のＰＯＰ
ＰＨは、ＰＨＩＧＳオープンを表し、（１，１）は、
それぞれエラーファイル番号と、バッファ用の識別番号
を表す。２行目ＰＯＰＷＫ（１，１，１）のＰＯＰＷＫ
は、ワークステーションオープンを表し、（１，１，
１）は、それぞれワークステーションＩＤ、接続識別
子、ワークステーションタイプを表す。

【００３２】３行目ＰＯＰＳＴ（１）のＰＯＰＳＴは、
オープンストラクチャを表し、（１）は、１番目の番
号でストラクチャを作成することを表す。また、ＰＦＡ
３中の「４」は、四角形を表し、ＰＸＡｉ，ＰＹＡｉ，
ＰＺＡｉは、各四角形の頂点座標を表す。

【００３３】図６、図７は、最速化オプションの具体例
を説明する図である。図６において、ディスプレイ表示
２０１に示すような直方体ＡとＢを合成したモデルを作
成する。このモデルでは、直方体ＡとＢのそれぞれの上
面をカラーインデックス番号（３）の色で、その他の面
をカラーインデックス番号（５）の色で塗りつぶしする
ように色情報を指定している。

【００３４】その時の最適化コマンドファイル４３の内
容が２０２である。２０２は、各直方体の最適化コマン
ドファイル２０２１、２０２２と色情報２０２３、２０
２４からなる。そして、２０２のグラフィックコマンド
からＰＨＩＧＳソースコードを生成する。その際、最速
化オプションを付けないＰＨＩＧＳソースコード２０３
とオプションを付たＰＨＩＧＳソースコード２０４を出
力することができる。なお、色情報ＳＣ中の最初の
「３」または「５」は、カラーインデックス番号を表
し、「４」は、四角形を表し、ｘｉＡ（ｘｉＢ），ｙｉ
Ａ（ｙｉＢ），ｚｉＡ（ｚｉＢ）は各四角形（各面）の
頂点座標を表す。

【００３５】図７において、最速化オプションを付けな
いＰＨＩＧＳソースコード２０３では、直方体Ａをスト
ラクチャ１（２０３１）、直方体Ｂをストラクチャ２
（２０３２）とし、Ａ，Ｂがそれぞれ別の直方体である
ことを区別する。なお、ＰＨＩＧＳソースコード２０３
中のＰＳＩＳ（ＳＯＬＩＤ）は、面の塗りつぶしを表
し、ＰＳＩＣ（ｌ，ｍ，ｎ）は色を定義し、ｌはＲＧＢ
などのカラータイプを表し、ｍはカラータイプの色数を
表し、ｎはカラーインデックス番号を表し、この例では
「３」である。

【００３６】これに対し、最速化オプションを付たＰＨ
ＩＧＳソースコード２０４では、直方体Ａ，Ｂを１つの
モデルとしてストラクチャ（１）に統合している（２０
４１）。また、最速化オプションを付けないＰＨＩＧＳ
ソースコード２０３のソースでは、面の色指定を個別属
性で指定している（２０３３）のに対し、最速化オプシ
ョンを付たＰＨＩＧＳソースコード２０４では、直方体
ＡとＢのそれぞれの上面をカラーインデックス番号
（３）の色だけ個別属性を用い、その他の面の属性（色
属性、塗りつぶしなどの色以外の属性）はバンドル属性
（つまり、ワークステーション毎に決められた色で出力
する）を用いている（２０４２）。

【００３７】最速化オプションを付けたＰＨＩＧＳソー
スコードは、ストラクチャの統合や属性設定の合理化を
行い、表示を最速にすると同時にメモリを最小化するよ
うなＰＨＩＧＳソースを生成する。オプションを付けな
い場合は、ストラクチャを細かく分割して、ストラクチ
ャの複写、移動、拡大／縮小、回転などの操作を行う場
合に有効となる。

【００３８】上記した実施例は、３次元グラフィックの
規格であるＰＨＩＧＳを使用した例であるが、ＧＫＳ−
３Ｄ、ＰＥＸｌｉｂなど他の３次元グラフィックの規
格、あるいは、ＧＫＳ、Ｘｌｉｂ（Ｘ用のライブラリで
あり、ＸはＸＷindow Ｓystem）などの２次元グラフィ
ックの規格にも適用することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、３次元図形モデルの生成にＣＡＤシステムの３次元
形状モデラを使用することによって、図形の形状及び色
などの属性を目で確認しながら容易に３次元図形モデル
を生成できる。従って、ＰＨＩＧＳの知識のない初心者
でも、目的の３次元図形モデルを作成するためのＰＨＩ
ＧＳソースコードを生成することが可能となる。また、
図形の形状及び色などの属性を目で確認しながらＣＡＤ
のモデラで試行しているので、従来、目的の３次元図形
モデルを得るまで試行しながらＰＨＩＧＳソースを直接
修正する場合に比べて、処理時間が大幅に短縮され、さ
らに、既存のＰＨＩＧＳソースコードが入力できるの
で、ＰＨＩＧＳソースコードの改造が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステム構成である。

【図２】本発明の動作説明図である。

【図３】モデル変更処理を行う場合の具体例のその１を
示す。

【図４】モデル変更処理を行う場合の具体例のその２を
示す。

【図５】モデル変更処理を行う場合の具体例のその３を
示す。

【図６】最速化オプションの具体例を説明する図であ
る。

【図７】最速化オプションを付けた場合と、付けない場
合のそれぞれのＰＨＩＧＳソースコードを示す。

【符号の説明】

１ＭＰＵ２入力装置３表示装置４ファイル１１既存ソース入力部１２３次元モデル生成部１３操作記録部１４最適化処理部１５ＰＨＩＧＳソース生成部２１キーボード２２マウス２３ダイヤル３１ディスプレイ４１既存ＰＨＩＧＳソースファイル４２コマンドログファイル４３最適化コマンドファイル４４出力ＰＨＩＧＳソースファイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンピュータ処理によって３次元図形を
作成して出力する３次元図形処理方式において、入力さ
れたコマンドから３次元図形モデルを生成する手段と、
目的の図形が出力されるまでに入力されたコマンドの内
容を記録する手段と、該目的の図形が出力された段階
で、該記録手段におけるコマンドの表示時間が最短にな
り、使用メモリが最小となるようにコマンドの最適化を
行う手段と、該最適化後のコマンドから３次元グラフィ
ック規格のソースコードを生成する手段を備えたことを
特徴とする３次元図形処理方式。