JPH0734234B2 - 図形指示方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は図形指示方法に係り、特に多次元図形の表示装
置において、表示手段が表示対象より低次元の図形表示
しかできない場合にも好適な多次元図形の指示方法に関
する。

〔従来の技術〕

一般に表示装置においては、図形の表示に２次元のCRT
ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレ
イ等が使用され、その表示図形の指示にはマウス等の２
次元ポインティングデバイスやタブレット等が使用され
ている。一方、図形表示処理の進歩により、このような
２次元平面のディスプレイに３次元図形の表示が比較的
容易に行えるようになってきた。

なお、２次元平面のディスプレイによる３次元情報の表
示に関しては、例えばPIXELNo.32（1985−５）“特集コ
ンピュータグラフィックスによるリアルなイメージ生成
とその適用技術”に陰影／陰線処理や反射光処理などで
実現することが記述されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

陰影／陰線処理や反射光処理などにより表示された３次
元図形を、例えばポインティングデバイスで指示しよう
とすると、２次元平面のディスプレイでは、本来３次元
である空間を２次元平面に投影して表示し、ポインティ
ングデバイスも２次元座標しか指示できないため、奥行
座標を指定できない。即ち、３次元空間中で離れている
２つの図形が、２次元表示面で重って投影されると、そ
の区別を指示できない。従来技術では、このような点に
ついて配慮されていない。

本発明の目的は、３次元図形（一般には多次元図形）を
２次元平面に投影して表示する表示装置において、３次
元図形を正確かつ容易に特定することができる図形指示
方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、表示面上に、操作者の操作に応じて、該操作
者の指示した位置を頂点とする図形指示用の放射状多次
元図形（円錐、角錐等）を表示し、該指示用放射状多次
元図形（以下、単に指示用放射状図形を呼ぶ）の内部に
あって、その頂点に最も近い図形（一般にはｎ番目に近
い図形）を、操作者が指示した図形であると認定するこ
とにある。

〔作 用〕

操作者は、ジヨイスティック等を操作して、放射状多次
元図形（指示用放射状図形）の頂点及び方向を、指示し
たい図形を特定するのに有効なように設定する。この場
合、表示装置は、指示用放射状図形の設定に応じて指示
された図形がどれであるかを示すことが望ましい。目的
の図形が指示できた時に、その旨操作者が入力すること
により、当該図形の指示が完了する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面により説明する。

はじめに、第１図乃至第３図により本発明の図形指示方
法の概要を説明する。本例では、指示用放射状図形の頂
点を表示空間内に置き、その設定はベクトルカーソルに
より行うとする。また、頂点はベクトルカーソルそのも
のとし、放射状図形の開口部の方向（以下、単に「方
向」と呼ぶ）は、表示空間を移動し続けるベクトルカー
ソルの速度ベクトルの方向と一致させる。なお、ベクト
ルカーソルは位置座標に加えて速度ベクトルを与えたも
ので、これについては特願昭61−1089号に詳述されてい
る。

第１図において、表示画面100には立方体103と、表示中
の３次元空間でその手前側にある立方体104が表示され
ている。操作者はこの立方体104の上面奥右側の頂点を
指示して上位装置に入力する意図を持っているものとす
る。なお、本実施例では上位装置と表示装置の間の図形
インターフェイスは、ユーザ指定に近いレベルの図形コ
マンドであり、画素や微小図形への展開は行われていな
いもとする。

上記の頂点を指示するためには、操作者は３次元指示用
入力装置105を操作してベクトルカーソル102を移動さ
せ、画面上部のアイコンで「点」を選択したのち、目的
とする頂点の近くに移動し（102′は移動後のベクトル
カーソルを示す）、その先端を頂点とする指示用放射状
図形101が、目的の頂点を内部に含むよう設定すればよ
い。３次元指示用入力装置105はベクトルカーソルの方
向制御を行うジョイスティック108及びベクトルカーソ
ルの速さ制御を行うスライドボリューム109を有する。
ジョイステイック108上に入力指示スイッチ106と「次に
近い」指示用スイッチ107がある。ベクトルカーソルの
移動速度ベクトル（速さ及び方向）は、ジョイスティッ
ク108及びスライドボリューム109により変更できる。

操作者がベクトルカーソルを表示画面上の102から102′
に移動させたとき、立方体103及び104との３次元空間内
での位置関係、指示用放射状図形101の方向によって、
下記の場合が生ずる。

（１） 指示用放射状図形101が立方体104の目的の頂点
を含み、同じく含まれた頂点のうち、指示用放射状図形
の頂点に最も近い。この場合には、目的の頂点を形成す
る立方体104の３辺が高輝度表示となる。第１図はこれ
を示している。

（２） 指示用放射状図形101が立方体103の、表示画面
上は目的の立方体104の頂点と重なっている頂点を含
み、同じく含まれた頂点のうち、指示用放射状図形の頂
点に最も近い。この場合は、立方体103の２辺が高輝度
表示となる。第２図はこれを示している。

（３） 指示用放射状図形101が立方体103又は104のど
の頂点も含まない。第３図はこれを示しており、高輝度
表示はない。

（４） その他の場合 （１）の状態で入力指示スイッチ106を操作者が押す
と、高輝度表示が示している頂点を操作者が指定したと
して、上位装置に頂点の座標が報告される。また、
（２）または（４）の場合であっても、目的の頂点が指
示用放射状図形101に含まれていれば、「次に近い」指
示スイッチ107を操作することにより、目的の頂点へ指
定を移すことができる（例えば第２図から第１図にかえ
る）。こゝで入力指示スイッチ106を押せば、立方体104
の目的の頂点の座標が上位装置に報告される。

第４図は本発明による表示装置の一実施例のブロック図
である。

上位装置からの図形コマンドは通信インターフェイス40
1を通じて全体の制御・演算部402が受信し、図形コマン
ド格納部404に格納する。受信が完了すると、図形コマ
ンド格納部404内の図形コマンドは制御・演算部402によ
りドット情報に展開され、シェーディング等の３次元処
理を施され、図形コマンド展開・３次元処理結果格納部
（画面バッファ１）405に格納される。３次元図形表示
制御部408は該画面バッファ405を走査し、表示用信号を
表示制御部410に渡す。

一方、３次元指示用入力装置105を操作者が操作する
と、その情報は入力装置インターフェイス403を通して
制御・演算部402が受け取り、ベクトルカーソル関連の
情報であれば、ベクトルカーソル・指示用放射状図形パ
ラメータ用レジスタ407に格納される。このレジスタ407
は更新すると、制御・演算部402はそれに応じてベクト
ルカーソルの速度ベクトルの変更処理を行う（指示用放
射状図形の位置・方向もこれに伴い変化する）。

ベクトルカーソル・指示用放射状図形描画結果格納部
（画面バッファ２）406には、レジスタ407を内容更新に
応じて刻々変化するベクトルカーソル・指示用放射状図
形の描画結果が格納される。画面バッファ406の内容は
ベクトルカーソル・指示用放射状図形表示制御部409が
読み出し、表示用信号の形で表示制御部410へ渡す。表
示制御部410は３次元図形用表示制御部408及びベクトル
カーソル・指示用放射状図形表示制御部409からの表示
用信号を合成し、ディスプレイ411へ表示する。

第５図はベクトルカーソル・指示用放射状図形パラメー
タ用レジスタ407の内容を示す。＃１のベクトルカーソ
ル位置（指示用放射状図形頂点）は、表示中の３次元空
間でのベクトルカーソル位置を座標（Pcx,Pcy,Pcz）で
示している。この点は同時に指示用放射状図形の起点で
もある。＃２のベクトルカーソル速度ベクトル（方向は
指示用放射状図形の方向と同じ）は、ベクトルカーソル
の移動の速さと方向を、ベクトル（Vx,Vy,Vz）で示して
いる。ベクトルカーソルは３次元指示用入力装置105に
よってその速度ベクトルが変化するもので、ジョイステ
ック108及びスライドボリューム109を中立状態にする
と、その直前設定した速度ベクトルを維持して、表示３
次元空間中を移動し続ける。指示用放射状図形の方向
は、この速度ベクトルの方向に一致している。＃３には
指示する図形の種別（点、直線、平面…）がコード化さ
れて格納される。この設定は画面上部のアイコンをベク
トルカーソルでポイントすることにより変更される。＃
４には指示用放射状図形頂点に、何番目に近い図形を指
示するかが、整数ｎで格納されている。この値は３次元
指示用入力装置105のスイッチ107により変更される。＃
５は、＃１〜３の条件で定まる「指示された図形」の対
上位インターフェイス上での識別子である。指示する図
形の種別が「点」である場合には、＃６に座標が格納さ
れる。

第６図は本実施例の動作を示すフローチャートである。
これは、ベクトルカーソルの移動に関する処理（ステッ
プ601〜603）、指示用放射状図形及びその中に含まれる
図形またはアイコンの検出と処理（ステップ604〜60
6）、「入力」指示処理（ステップ607〜612）よりな
る。

まず、３次元指示用入力装置105からの入力の種別を判
断し（ステップ601）、ベクトルカーソルに関連する入
力（ステップ108,109による）であれば、ステップ602の
処理を行った後、その後の入力であれば、ステップ602
をスキップして直ちにステップ603以降の処理を行う。

ベクトルカーソルに関連する情報はレジスタ407に第５
図に従って格納され（ステップ602）、これに応じてベ
クトルカーソルの移動が変化する。レジスタ407が示す
ベクトルカーソルの速度ベクトルに従ってベクトルカー
ソルの次の位置と、指示用放射状図形の位置／方向が定
まり（ステップ603）、表示中の図形またはアイコンが
指示されるかどうかを判定する（ステップ604）。表示
中の図形が指示用放射状図形の内部にあるか否かは、レ
ジスタ407のベクトル情報と放射の開口度（システムで
一定のパラメータとする）、表示中の図形の方程式（40
4に格納されている図形コマンド）によって定まる。

以下、表示中の点が指示用放射状図形の内部にあるか否
かの判定の例を示す。指示用放射状図形は円錐とし、そ
の開口度は、第７図に示すｋを用いて定義する。すなわ
ち、放射状図形の一部をなす円錐を考えたとき、その高
さをｌとすると、底面の半径がkl（ｋは正の定数、例え
ば1/4）となるものであるとする。指示用放射状図形101
はｌを変数として０→∞に変化させたときの、円錐の底
面の円の集合として表現される。表示空間中のある点Ｘ
が指示用放射状図形101の内部に入るか否かは、この点
から指示用放射状図形101に垂線XHを下したとき、放射
状図形の原点（すなわちベクトルカーソル）ＰとＨの距
離▲▼と▲▼の関係によって定める（第８
図）。下記不等式が成立していれば、目的の点は指示用
放射状図形の内部にある。

▲▼≦ｋ▲▼ 指示用放射状図形内に、指定された種別の図形またはア
イコンが存在する場合、指定されたのがアイコン（指示
する図形種別を指定するための、画面上部の表示）であ
れば（ステップ105）、「入力」指示を受け取るとゝも
に（ステップ609）、レジスタ407の＃３「指示する図形
の種別」を書き替え（ステップ610）、ループの初めに
戻る。

指定されているのが図形であれば、それを高輝度表示
し、図形IDをレジスタ407へ格納する（ステップ606）。
図形もアイコンも存在しないときはステップ605,606を
スキップする。次に、３次元指示用入力装置105から
「次に近い」指示（スイッチ107による）があるか否か
を判定して（ステップ607）、あればレジスタ407のｎの
値を１増加して（ステップ608）、ステップ604以降の処
理を再度行う。「次に近い」指示がなければ、入力装置
105よりの最終的「入力」指示（スイッチ106による）の
有無を判定し（ステップ611）、あれば、その時点でレ
ジスタ407に格納されている図形ID（指示するのが点で
あれば、その点の座標）を上位装置に報告する（ステッ
プ612）。

以上の処理はベクトルカーソルの刻々の移動を表示する
ため、ループを形成して繰り返し行う， なお、本実施例ではベクトルカーソルがレジスタ407に
格納されたベクトルに従い、つねに移動し続けるものと
したが、操作者の指示により、図形指示を行わない場合
にはこれを一時中止するような付加機能を設けることも
可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、３次元空間を２次元平面に投影して表
示する表示装置においても、３次元図形を正確かつ容易
に指示することができる。また２次元図形を２次元平面
で表示する場合にも同じ方式で同様の効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図乃至第３図は本発明の図形指示方法の概要を説明
する図、第４図は本発明の一実施例のブロック図、第５
図は第４図のベクトルカーソル・指示用放射状図形パラ
メータ用レジスタの内容を示す図、第６図は第４図の動
作を説明するフローチャート、第７図は円錐の指示用放
射状図形としたときの開口度の表現方式を示す図、第８
図はある点が指示用放射状図形の内部にあるか否かの判
定方式を示す図である。 100……表示画面、 101……指示用放射状図形、 102……ベクトルカーソル、 103,104……表示図形、 105……３次元指示用入力装置、 106……入力指示スイッチ、 107……「次に近い」指示用スイッチ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多次元図形を２次元の表示面に投影して表
   示する表示装置における図形指示方法であって、操作者
   の操作に応じて該操作者の指示した位置を頂点とする指
   示用の放射状多次元図形を前記表示装置に表示し、該指
   示用放射状多次元図形の内部にあって、該指示用放射状
   多次元図形の頂点にｎ番目（ｎは自然数）に近い図形を
   前記操作者が指示した図形であると認定することを特徴
   とする図形指示方法。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の図形指示方法
   において、前記認定した図形を高輝度表示し、操作者の
   次の操作に応じて、前記指示用放射状多次元図形の内部
   にあって、前記認定した図形の次に該指示用放射状多次
   元図形の頂点に近い図形を操作者が次に指示した図形で
   あると認定することを特徴とする図形指示方法。