JPH07120440B2 - 3次元選択装置 - Google Patents

3次元選択装置

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JPH07120440B2
JPH07120440B2 JP62269834A JP26983487A JPH07120440B2 JP H07120440 B2 JPH07120440 B2 JP H07120440B2 JP 62269834 A JP62269834 A JP 62269834A JP 26983487 A JP26983487 A JP 26983487A JP H07120440 B2 JPH07120440 B2 JP H07120440B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は3次元的に配置されている物体を画面上に表示
し、カーソルによってそのうちの一つを選択する装置に
関する。
〔従来の技術〕
従来、3次元的に配置された物体を画面に表示し、カー
ソルで選択する方法は、一例として、特開昭61−120210
号公報に開示されている。この例においては、画面上に
表示されているカーソルの2次元位置と物体の2次元位
置を比較することにより、どの物体が選択されたかを判
断する方法がとられている。
また、アナグリフ方式や液晶シャッターを備えたメガネ
等を用いてステレオ視によりカーソルを立体的に表示
し、これにより3次元的な位置の指示を行う方式が提案
されている。(例、第2回ヒューマンインタフェイスシ
ンポジウム予稿集pp229〜236参照)。
さらに、一般的に考えられる方法として、表示された物
体に番号、ラベル名等をそえて表示し、この番号、ラベ
ル名等をキー入力、メニュー選択等により指定して選択
する方法を考えられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術のうち第一の方法では、画面上の2次元位
置により比較を行なうため、選択しようとしている物体
の手前に他の物体が重なって表示されているような状況
では選択しずらいという問題がある。また、第二の方法
では、立体視をするために特別なメガネが必要であり、
かつ立体視では十分な奥行き方向の距離の把握が行なえ
ないことが上記公知文献中に指摘されている。
第三の方法では、選択対象物体のラベル名をいちいち決
めて画面に表示しなければならない。また、物体をラベ
ル名に読みかえて選択するのでラベル名をとり違えた
り、タイプミスにより選択を間違えやすいという問題が
あった。
本発明の目的は、3次元的に配置された物体を3次元的
に動くカーソルにより指示することにより、人間にとっ
てわかりやすい選択方式を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明の第1の3次元選択
装置は、複数の物体、各物体に付随するマークおよびカ
ーソルそれぞれの図形を、X,Y,Z軸により3次元空間が
設定された画面に表示するグラフィックス表示装置と、
画面の3次元空間内の位置を示すカーソルを移動させる
X,Y,Z方向の変位を出力する3次元位置入力装置と、カ
ーソルで物体を選択する際に操作されて信号を発信する
ボタン入力装置と、カーソルの3次元位置・形状を記憶
し、3次元位置入力装置が出力する変位により位置が書
き替えられるカーソル情報記憶手段と、各物体の3次元
位置、形状およびマーク位置を記憶し、このマークをカ
ーソルと同じ形状で記憶する物体情報記憶手段と、ボタ
ン入力装置から信号を受けて、カーソル情報記憶手段内
のカーソル位置と物体情報記憶手段内の各物体のマーク
位置とを比較し、カーソルで選択された物体を判定する
判定手段と、判断手段により判定された物体の表示モー
ドを他と変えるように指示を出す表示変更手段と、カー
ソル情報記憶手段および物体情報記憶手段それぞれに記
憶された情報を基に、カーソル、物体及びマークを透視
投影変換し、また表示変更手段の指示で物体の表示モー
ドを変換してグラフィックス表示装置に表示する透視投
影変換表示手段と、からなることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明の第2の3次
元選択装置は、第1の3次元選択装置において、位置入
力装置として3次元位置入力装置の代わりに2次元位置
入力装置を用いたものである。そのために、第1の3次
元選択装置における3次元位置入力装置の機能部分を、
第2の3次元選択装置においては、Y軸を遠近軸とする
画面上の3次元空間内の位置を示すカーソルを移動させ
るべくX,Y,Z方向のうちの2方向の変位を出力する2次
元位置入力装置と、2次元位置入力装置が出力する2方
向の変位をX,Yの2方向またはX,Zの2方向に割り付ける
割り付け手段と、割り付け手段による割り付けを切り替
える第1のボタン入力装置とから構成している。したが
ってカーソル情報記憶手段は割り付け手段を介して2次
元位置入力装置が出力する変位を受取り、位置が書き替
えられることになる。その他の構成要素であるグラフィ
ックス表示装置、物体情報記憶手段、ボタン入力装置、
判断手段、表示変更手段、透視投影変換表示手段は第1
の3次元選択装置のものと同様である。
〔作用〕
本発明の第1の3次元選択装置においては、カーソルを
3次元的な位置形状を持つものとし、かつこのカーソル
と同一形状のマークを物体に添え、全てを透視投影変換
表示手段により透視投影変換して2次元画面に表示す
る。これにより、各物体、そのマークおよびカーソルの
図形は遠近法で画面上に表示され、遠近軸とY軸にとれ
ば、ある物体のY座標値が小さいほど図形は大きく示さ
れ、また同一の物体の2つがY座標値を近接して表示す
ると、それらの大きさはほぼ同じに、そしてY座標値が
同じならば両者は同じ大きさで表示されることになる。
したがって画面上でカーソルとマークの大きさを比較す
ることにより、おおよその前後関係が把握できる。例え
ば、画面上でカーソルとマークの位置、大きさが同じぐ
らいに見えれば3次元空間上で両者がほぼ同じ位置にあ
ることになる。そこで、3次元入力装置によりカーソル
をX,Z方向に移動させてカーソルを選択しようとする物
体のマークに近付ける。このような状況でボタン入力に
より、カーソル位置からの3次元的距離が最も近いマー
クを選択する判断手段を働かせて目的の物体を選択す
る。選択された物体は、表示変更手段により色を変えた
り、ブリンクされるので、操作者は選択が正しく行なわ
れたかどうかの確認を行なうことができる。
本発明の第2の3次元選択装置において、カーソルを3
次元方向に移動させるためには、まず第1段階で第1の
ボタン入力装置により、割り付け手段がX,Yの2方向に
割り付けるように切り替え、それから2次元位置入力装
置によりカーソルをX,Yの2方向に移動させる。この
時、カーソルのZ座標値はカーソル情報記憶手段に記憶
された値をとり、カーソルはZ座標を一定とするX,Y面
内を移動することになり、主としてY軸方向の移動によ
るカーソルの大きさを、選択しようとする物体のマーク
の大きさに合わせる。次に第2段階で第1のボタン入力
装置により、割り付け手段がX,Zの2方向に割付けるよ
うに切り替え、それから2次元位置入力装置によりカー
ソルをX,Zの2方向に移動させ、カーソルを、選択しよ
うとする物体のマークに近付ける。この時、カーソルの
Y座標値は第1の段階でカーソル情報記憶手段に書き替
えられた値をとる。かくして、第1段階および第2段階
の操作により、カーソルをX,Y,Zの3方向に移動させ、
カーソルを、選択しようとする物体のマークに近接させ
る、あるいは合わせることがことができる。それから、
第2のボタン入力装置を操作することにより、第1の3
次元選択装置と同様に、判断手段および表示変更手段を
作動させ、その結果を操作者が確認することができる。
さらに必要ならば、第1段階からの操作を繰り返す。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図により説明する。第1図は本
発明による方式を実現する装置の一実施例を示すもので
ある。この図において、6は画面上にx,y,z方向の3軸
によつてx−y−z3次元空間が設定されたグラフィック
ス表示装置である。1は3次元ジョイスティックのよう
な3次元位置入力装置であり、装置の操作に応じて空間
上のx,y,z軸方向の変位Δx,Δy,Δzを絶えず出力す
る。そして変位Δx,Δy,Δzに応じて画面の3次元空間
の位置を示すカーソルが移動する。2は装置1上に設け
られたボタンなどによる入力装置でボタンが押された時
に信号を出力する。3はカーソル情報記憶手段であり、
この中には第2図に示すようにカーソルの現在の3次元
位置301(単に、カーソル位置という)と3次元的形状
を表わす形状データとして点の座標値302とその点のつ
ながり303が記憶されている。相対的な座標値302の各座
標値にカーソル位置301を値を加えることにより、3次
元空間上での絶対座標値が求まるようになっている。ま
た点のつながり303を指定することにより点を線分で結
ぶと、第4図に示すカーソルの図形例えば601が構成さ
れる。カーソル位置301の値は位置入力装置1の出力値
を加算することにより絶えず書きかえられる。物体情報
記憶手段4は、第3図に示すように各物体に関してその
位置401、点の座標402、点のつながり403、及びマーク
の位置404を記憶している。このマークは物体の図形に
近接して表示される。401,402,403の関係はカーソル情
報の場合と同様で、これらにより第4図に示す物体の図
形、例えば603が構成される。ただし、物体の位置401は
入力装置1の入力により変化しない。また、マーク602
の絶対座標はマーク位置404の値に物体の位置401を加え
ることにより求められる。透視投影変換表示手段5は前
記位置情報と点のつながり関係により、カーソル601と
物体603、及びマーク602の形状を透視投影変換し、グラ
フィックス表示装置6へ出力する図形を生成する。ただ
し、マーク602の形状についてはカーソル601の形状デー
タ302、303を代用する。したがって透視投影変換するこ
とにより、カーソルの位置が遠近をを示すy軸について
マークの位置に近い値をとるにつれて、カーソルの大き
さがマークのそれに近づき、さらに同じ値をとると、両
者は同じ大きさとなる。判断手段7は入力装置2からボ
タン入力があると、3次元空間において、カーソル位置
301と、物***置401にマーク位置404を加えて得られる
マークの位置とを比較し、カーソルよりある距離範囲内
にあるマークのうちで最も近くにあるマークを探し出
し、そのマークに対応した物体番号を出力する。表示変
更手段8は判断手段7により選択された物体の色を変え
たり、ブリンクさせて表示するよう透視投影変換表示手
段5に指示を出すと同時に、カーソル位置を選択された
物体のマーク位置に一致させるための表示の変更を行な
う。
次に、本発明による方式によって物体の選択手順を第5
図を用いて説明する。
アプリケーションプログラム等よりこの選択方式が呼び
だされると、カーソル位置301が初期化され(S1)、位
置入力装置1より位置の変位を読み(S2)、それによっ
てカーソル位置301を書き換え(S3)、透視投影変換表
示手段により表示する(S4)。ここでボタン入力を調
べ、ボタンが押されていなければS1に戻り、処理をくり
返す(S5)。
これにより、画面上のカーソルは位置入力装置の操作と
連動して動くことにする。
ボタンが押されていた場合は、カーソル位置と各物体マ
ーク位置との3次元的距離を計算し(S6)、その距離が
ある値D以下のものがあれば(S7)、そのうちの最も距
離が小さいマークに対応した物体を求め(S8)、その物
体の表示の色を変える。
これは選択された物体だけ異なる色で書き直すことによ
り達せられる(S9)。さらにカーソルの位置を選択され
た物体のマーク位置に合わせて表示する(S10)。
以上により選択処理は終了するが、アプリケーションプ
ログラムの方でやり直し命令等を検出した場合は再びS1
から処理を行なうことにより、選択のやり直し等を行な
う。
本選択方式によれば、物体だけでなくカーソルとマーク
も透視投影変換して表示され、かつカーソルとマークの
3次元的形状が同一であるので画面上での両者の大きさ
の比較により、両者の前後関係を把握することができ
る。また、選択の判断を行なう場合に、マークとカーソ
ルが完全に同じ位置になくても、カーソルとの距離があ
る値以下で最小のものが選択されるので、大きさの比較
程度の位置合せでも容易に選択することができる。さら
に、選択された物体のマークとカーソルが一致し、物体
の表示が変更されることにより、選択が正しく行なわれ
たことを確認することができる。
次に、2次元の情報が入力できるマウスやジョイスティ
ックを利用した場合の実施例を第6図により説明する。
この実施例は、第1図に示すものに、カーソル情報記憶
手段3と位置入力装置1、及び透視投影変換表示手段5
との間に割り付け手段11を設けたことと、ボタン入力装
置2とは別のボタン入力装置10を設けたことである。ま
た、カーソル情報記憶手段3には、第7図に示すよう
に、点の座標値302と点のつながり303をもう一組用意す
る(304,305)。このうち形状データ302,303はカーソル
がx−y平面上で動く場合の形状、形状データ304,305
はx−z平面上で動く場合の形状とする。
第2のボタン入力装置10は第1のボタン入力装置と同様
に位置入力装置1上に設けられている。割り付け手段11
は、2次元位置入力装置20からの2次元の座標値を、カ
ーソルの3次元位置座標(x,y,z)のx,y座標値に入力す
る、次いでカーソルの3次元位置座標(x,y,z)のx,y座
標値に入力するというように、交互に2次元位置入力装
置20からの2次元情報を割り付けて、2次元位置入力装
置20を2回操作して、3次元空間でカーソルを移動させ
るに必要な3次元情報を得る手段である。割り付け手段
11は二つの割り付け状態A,Bを取り、Aの状態では2次
元位置入力装置1から入力される平面上の位置x,yの変
位Δx,Δyをカーソル位置301のx,y座標値にそれぞれ加
え、形状データ302,303を透視投影変換表示手段5に送
る。Bの状態では2次元位置入力装置20から入力される
平面上の位置をx,zの変位Δx,Δzをカーソル位置301に
x,y座標値にそれぞれ加え、形状データ304,305を透視投
影変換表示手段5に送る。そしてボタン入力装置10の入
力があるごとに割り付け状態AとBが切り替えられる。
即ち、ボタン入力装置10を押すごとに、第8図に示す如
く、カーソルの動くことができる拘束平面がx−y平面
とx−z平面との間で切り替わり、同時に表示されるカ
ーソルとマークの形状が変化する。これにより2次元の
位置入力装置を用いても、3次元的にカーソルの位置を
変えることが可能となる。また、カーソルが移動可能な
拘束平面が切り替わるごとにカーソルの形状が変わるの
で、カーソルがどの方向に移動できるかを知ることがで
き、操作者は拘束平面を空間的に知覚することができ
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、画面上に3次元的に表示されるカーソ
ルを動かし、このカーソルと物体に付されたマークとの
位置と大きさをだいたい合わせるだけで3次元的に配置
された物体を選択できるので、目的とする物体を容易に
選択でき、しかもその選択が人間にとってわかりやすく
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の全体構成図、第2図はカー
ソル情報記憶手段の内容を説明する図、第3図は物体情
報記憶手段の内容を説明する図、第4図は画面に表示さ
れる図形を説明する図、第5図は選択処理の手順を示す
フローチャート、第6図は第2の実施例の全体構成図、
第7図は第2実施例のカーソル情報記憶手段の内容を説
明する図、第8図は第2実施例におけるカーソル形状の
変化を説明する図である。 1……三次元位置入力装置、2……ボタン入力装置、3
……カーソル情報記憶手段、4……物体情報記憶手段、
5……透視投影変換表示手段、6……グラフィックス表
示手段、7……判断手段、8……表示変更手段、9……
計算機本体、20……2次元位置入力装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 優理子 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−195977(JP,A) 特開 昭62−159286(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の物体、この各物体に付随するマーク
    およびカーソルそれぞれの図形を、X,Y,Z軸により3次
    元空間が設定された画面に表示するグラフィックス表示
    装置と、画面の3次元空間内の位置を示すカーソルを移
    動させるX,Y,Z方向の変位を出力する3次元位置入力装
    置と、カーソルで物体を選択する際に操作されて信号を
    発信するボタン入力装置と、カーソルの3次元位置・形
    状を記憶し、3次元位置入力装置が出力する変位により
    位置が書き替えられるカーソル情報記憶手段と、各物体
    の3次元位置、形状およびマーク位置を記憶し、このマ
    ークをカーソルと同じ形状で記憶する物体情報記憶手段
    と、ボタン入力装置から信号を受けて、カーソル情報記
    憶手段内のカーソル位置と物体情報記憶手段内の各物体
    のマーク位置とを比較し、カーソルで選択された物体を
    判定する判定手段と、判断手段により判定された物体の
    表示モードを他と変えるように指示を出す表示変更手段
    と、カーソル情報記憶手段および物体情報記憶手段それ
    ぞれに記憶された情報を基に、カーソル、物体及びマー
    クを透視投影変換し、また表示変更手段の指示で物体の
    表示モードを変換してグラフィックス表示装置に表示す
    る透視投影変換表示手段と、からなる3次元選択装置。
  2. 【請求項2】複数の物体、この各物体に付随するマーク
    およびカーソルそれぞれの図形を、X,Y,Z軸により3次
    元空間が設定されY軸を遠近軸とする画面に表示するグ
    ラフィックス表示装置と、画面上の3次元空間内の位置
    を示すカーソルを移動させるべくX,Y,Z方向のうちの2
    方向の変位を出力する2次元位置入力装置と、2次元位
    置入力装置が出力する2方向の変位をX,Yの2方向また
    はX,Zの2方向に割り付ける割り付け手段と、割り付け
    手段による割り付けを切り替える第1のボタン入力装置
    と、カーソルの3次元位置・形状を記憶し、2次元位置
    入力手段が出力する変位を割り付け手段を介して受けて
    3次元位置が書き替えられるカーソル情報記憶手段と、
    各物体の3次元位置、形状およびマーク位置を記憶し、
    このマークをカーソルと同じ形状で記憶する物体情報記
    憶手段と、カーソルで物体を選択する際に操作されて信
    号を発信する第2のボタン入力装置と、第2のボタン入
    力装置から信号を受けて、カーソル情報記憶手段内のカ
    ーソル位置と、物体情報記憶手段内の各物体のマーク位
    置とを比較して、カーソルで選択された物体を判定する
    判断手段と、判断手段により判定された物体の表示モー
    ドを他と変えるよう指示を出す表示変更手段と、カーソ
    ル情報記憶手段および物体情報記憶手段それぞれに記憶
    された情報を基に、カーソル、物体及びマークを透視投
    影変換し、また表示変更手段の指示で物体の表示モード
    を変換してグラフィックス表示装置に表示する透視投影
    変換表示手段と、からなる3次元選択装置。
JP62269834A 1987-10-26 1987-10-26 3次元選択装置 Expired - Fee Related JPH07120440B2 (ja)

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