JPS6126714B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンピユータを用いて図形処理を行う
いわゆるCADにおける３次元の図形の取扱い装
置に係り、特にグラフイツクデイスプレイの画面
の如く、２次元の表示手段を介して立体図形の処
理を行う場合に好適な３次元情報の取扱い装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for handling three-dimensional figures in so-called CAD, which processes figures using a computer. The present invention relates to a three-dimensional information handling device suitable for processing.

従来より、要素図形を組合せて部品形状を、あ
るいは要素部品を組合せての装置組立、あるいは
装置内の布線等の実装等の作業にCADを利用す
る場合、操作者は２次元の表示装置の画面上に表
示された表示図形をもとにして３次元空間のイメ
ージを想定しながら図形の空間位相：基準となる
空間座標軸における空間位置、座標軸まわりの回
転等を指示しつつ、上記図形の創成、組立、実装
等の操作処理（加工と称す）を行わねばならなか
つた。これは加工を行う面の方向が表示装置の表
示画面の座標軸と一致又は直交していない一般の
場合には通常のCAD利用者にとつてかなりの苦
痛であり、利用者が３次元斜視図の空間イメージ
化に時間を要する点、また利用者に複雑な判断を
要求する点において、運用上の問題があつた。 Conventionally, when using CAD for work such as combining elemental figures to create a part shape, assembling a device by combining elemental parts, or implementing wiring within a device, an operator has to use a two-dimensional display device. While imagining a three-dimensional space based on the displayed figure displayed on the screen, create the figure while instructing the spatial phase of the figure: spatial position on the reference spatial coordinate axis, rotation around the coordinate axis, etc. , assembly, mounting, and other operations (referred to as processing) had to be performed. This is quite a pain for normal CAD users in general cases where the direction of the surface to be processed does not match or perpendicular to the coordinate axes of the display screen of the display device, and it is difficult for the user to see the three-dimensional perspective view. There were operational problems in that it took time to create a spatial image and required users to make complex decisions.

本発明はこうした背景にかんがみ成されたもの
であり操作処理を行うため操作者が表示画面に呼
出す被処理図形の該当被処理面の法線を、操作者
の操作指示にもとづき常に表示画面の法線と一致
させることにより、つまり操作者は原図面の原座
標軸に制限されることなく、原図上の図形のどの
面でも作業画面上では正面または側面から見るこ
とが出来る様に選択することが出来て、操作者に
とつては加工を行う図形上の面を常に２次元のイ
メージで上記操作処理を行い得る様に、つまり操
作処理を行う作業ステージ上での図形イメージは
常に平面図又は側面図に相当する画面とし、該画
面を作業座標軸の回転および座標の移動変換で作
成して該画面において図形の被加工面に対して必
要な操作処理を行うことと、該操作処理後該画面
において操作処理されたデータにもとづき必要が
あれば原座標軸系への逆変換を含む編集を行つて
３次元の処理ずみ図形情報を作成することによ
り、３次元のデータを操作者にとつては作業時に
は２次元のイメージで加工処理が出来る様にする
ことを目的としている。 The present invention has been developed in view of the above background, and the normal line of the corresponding surface of the figure to be processed that the operator calls onto the display screen in order to perform operation processing is always set to By matching the lines, the operator is not limited to the original coordinate axes of the original drawing, and can select any face of the figure on the original drawing to be viewed from the front or side on the work screen. Therefore, for the operator, the surface of the figure to be processed is always a two-dimensional image when performing the above operations, that is, the image of the figure on the work stage where the operation process is performed is always a plan view or side view. Create the screen by rotating the work coordinate axes and moving the coordinates, perform the necessary operation processing on the surface of the figure to be machined on the screen, and perform the operations on the screen after the operation processing. Based on the processed data, if necessary, editing including inverse transformation to the original coordinate axis system is performed to create 3D processed figure information. The purpose is to enable processing using dimensional images.

そして本発明の特徴は上記ほ目的を原図形に関
するデータを格納する第１のメモリーと、該原図
形に関するデータを材料として、必要な加工を行
うための原図形データの格納されている基準座標
空間に対して座標系の軸が回転可能であり、かつ
原点の移動が可能に構成され作業座標系空間を形
成する作業空間メモリーとしての第２のメモリー
と、上記座標空間間の座標系変換のための演算処
理手段と、該作業座標空間または基準座標空間の
座標軸の２軸によつて定まる面に対して、該図形
データを投影変換する投影変換処理手段、および
該処理結果を被投影群としての面図形データ群と
してて格納する第３のメモリーと、該面図形デー
タ群の少なくとも一つを呼び出し表示する表示手
段および呼び出し制御手段と、該演算処理手段が
該図形データに対して与える加工内容を指示する
ための操作入力手段と、これらの操作制御手段を
有し、上記表示手段の画面に呼び出された被加工
図形の被加工面の法線を該表示手段の画面の法線
と一致又は直交させて、上記加工を行うことによ
つて実現することである。 The features of the present invention are as follows: a first memory for storing data related to an original figure, and a reference coordinate space in which original figure data is stored for performing necessary processing using the data related to the original figure. a second memory as a work space memory that forms a work coordinate system space in which the axes of the coordinate system are rotatable and the origin can be moved; and a second memory for coordinate system conversion between the above coordinate spaces. a projection transformation processing means for projecting and transforming the graphic data onto a plane defined by two coordinate axes of the work coordinate space or the reference coordinate space; a third memory for storing as a group of surface figure data; a display means and a call control means for calling and displaying at least one of the group of surface figure data; and a processing content given to the figure data by the arithmetic processing means. It has an operation input means for instructing, and an operation control means for these, and the normal line of the workpiece surface of the workpiece figure called up on the screen of the display means coincides with or is orthogonal to the normal line of the screen of the display means. This is achieved by performing the above processing.

以下本発明をより具体的に説明するため、以下
実施例にもとづき説明する。 EXAMPLES In order to explain the present invention more specifically, the present invention will be described below based on Examples.

第１図は本発明の一実施例を説明するための説
明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining one embodiment of the present invention.

なお図中１は第１のメモリー、２は演算処理を
含むデータ加工を行うCPU、２ａは演算処理
部、２ｂは作業空間を形成する第２のメモリー、
２ｃは２次元投影変換を行う処理部、３は面デー
タを格納する第３のメモリー、４は表示手段とし
ての表示装置、５は操作入力手段としての操作
卓、６は操作制御手段としての操作制御部、７は
第４のメモリーを示す。 In the figure, 1 is a first memory, 2 is a CPU that performs data processing including arithmetic processing, 2a is an arithmetic processing unit, 2b is a second memory that forms a work space,
2c is a processing unit that performs two-dimensional projection transformation; 3 is a third memory that stores surface data; 4 is a display device as a display means; 5 is a console as an operation input means; 6 is an operation control means. Control unit 7 indicates the fourth memory.

また太矢印で図形情報（データ）の流れを示
し、Ａは原図形データ、Ｂは加工中の図形デー
タ、Ｃは投影変換された複数の２次元図形データ
群、Ｂは加工完了済の図形データを示す。また各
ブロツク間の結線は制御信号の流れを示す。 In addition, thick arrows indicate the flow of figure information (data), where A is the original figure data, B is the figure data being processed, C is a group of multiple two-dimensional figure data that has been projected, and B is the figure data that has been processed. shows. Furthermore, the connections between each block indicate the flow of control signals.

第２図は基準座標系と、原データとしての図形
の例を示し図中の１０は図形の一つ、２０は図形
のもう一つ、１１〜１４あるいは２１〜２３は図
形の面を示し、必要に応じて付加されたPiは図形
のコーナポイントを示す。 FIG. 2 shows a reference coordinate system and an example of a figure as original data. In the figure, 10 is one of the figures, 20 is another figure, 11 to 14 or 21 to 23 are the surfaces of the figure, Pi, added as necessary, indicates the corner point of the shape.

また第３図は作業座標系を示し〔Ｏ〕、（ｘ，
ｙ，ｚ）は基準座標で表示した作業座標の原点位
置、〔ROT〕、（αβδ）は基準座標軸からの軸の
まわりの回転移動角で表示した作業座標の回転量
を示す。 Also, Figure 3 shows the work coordinate system [O], (x,
y, z) indicates the origin position of the work coordinates expressed in reference coordinates, and [ROT] and (αβδ) indicate the amount of rotation of the work coordinates expressed in rotational movement angles around the axes from the reference coordinate axis.

また図形情報は図形の各コーナポイントの座標
と、該コーナポイントによつて定まる面の方向
と、該面の位置を代表するための代表点（例えば
コーナポイントの一つ、あるいは面の重心等）が
基準座標に対して位置する座標とより成る面デー
タ群の、面の数だけの集合より成り、例えば第２
図の面１４は以下の形で原図形データＡの一要素
として与えられる。 In addition, the figure information includes the coordinates of each corner point of the figure, the direction of the surface determined by the corner point, and a representative point to represent the position of the surface (for example, one of the corner points or the center of gravity of the surface). It consists of a set of surface data consisting of coordinates located with respect to the reference coordinates, as many as the number of surfaces, for example, the second
The plane 14 in the figure is given as an element of the original figure data A in the following form.

〔Ｏ〕（xyz）＝（ｏ，yo，zo） 〔ROT〕（αβδ）＝（αｏ，ｏ，ｏ） L1＝P2（x2y2z2）−P1（x1y1z1） L2＝P3（x3y3z3）−P2（x2y2z2） L3＝P4（x4y4z4）−P3（x3y3z3） L4＝P1（x1y1z1）−P4（x4y4z4） 該データ要素の群として与えられた原図形デー
タは、要素の夫々について、CPU2の演算処理部
２ａに従属する作業空間２ｂにおいて設定される
作業空間の座標系の〔Ｏ〕′、およびx′，y′，
z′に従つて座標変換され該作業座標系は操作卓５
からの指示に従つて該基準座標系に対して第３図
に示す如く原点移動〔Ｏ〕′、（xyz）＝O′ （x′y′z′）ただしx′＝y′＝z′＝Ｏと 〔ROT〕、（αβδ）＝ROT、（α′、β′δ′）ただ
しα′、β′、δ′＝Ｏ の変換を行う。 [O] (xyz) = (o, yo, zo) [ROT] (αβδ) = (αo, o, o) L1 = P2 (x2y2z2) − P1 (x1y1z1) L2 = P3 (x3y3z3) − P2 (x2y2z2) L3 = P4 (x4y4z4) - P3 (x3y3z3) L4 = P1 (x1y1z1) - P4 (x4y4z4) The original figure data given as a group of data elements is subordinate to the arithmetic processing unit 2a of the CPU 2 for each element. [O]′ of the workspace coordinate system set in workspace 2b, and x′, y′,
The coordinates are transformed according to z' and the working coordinate system is
According to the instructions from the reference coordinate system, move the origin as shown in Figure 3 [O]', (xyz) = O'(x'y'z') where x' = y' = z' = O and [ROT], (αβδ) = ROT, (α', β'δ') However, α', β', δ' = O.

こうして操作者が操作卓５より必要な作業座標
系の新原点と基準座標系の軸に対する作業座標軸
の回転量を指示してやることにより面１４の法線
ベクトルを例えば作業座標系のZ′軸の方向と一致
させることが出来る。もちろんこの作業座標系の
方向を一致させる軸はx′y′であつても良い。また
以上は面１４で説明したが、他の面についても関
係は同様で、操作作業面として選択した面の法線
ベクトルと作業座標系の軸の一つとの方向を一致
させることは、原図形のいずれの面についても可
能であることがわかる。 In this way, the operator uses the console 5 to instruct the new origin of the work coordinate system and the amount of rotation of the work coordinate axis with respect to the axis of the reference coordinate system, thereby changing the normal vector of the surface 14, for example, in the direction of the Z' axis of the work coordinate system. It can be matched with Of course, the axis for coordinating the directions of this work coordinate system may be x′y′. Also, although the above was explained with respect to surface 14, the relationship is the same for other surfaces, and matching the direction of the normal vector of the surface selected as the operation work surface with one of the axes of the work coordinate system is the same as that of the original figure. It can be seen that this is possible for both aspects.

なお、こうして移動軸回転変換された作業空間
における図形のデータは作業空間の座標系x′，
y′，z′のうち二つの組合せ、あるいは基準座標系
ｘ，ｙ，ｚのうち二つのくみあわせによつて形成
される２組で表裏を合せると最大12面の投影面に
対する投影データとして編集され、必要な投影面
が表示手段４の画面に選択されて表示され、操作
者は表示手段４の画面に表示された表示画面と法
線ベクトルの一致した作業面を選択し、あるいは
操作によつて作成しながら、図形の加工を行う。
なお表示画面の厚み方向の情報は、該法線ベクト
ル一致面において直接厚み情報として加えても、
表示画面軸のいずれかについて90゜回転させて加
えても良い。 Note that the data of the figure in the work space that has been transformed into the rotation axis of the movement in this way is expressed in the work space coordinate system x′,
Edited as projection data for up to 12 projection planes when the front and back sides of two sets formed by a combination of two of y' and z' or two of the reference coordinate system x, y, and z are put together. The necessary projection plane is selected and displayed on the screen of the display means 4, and the operator selects the work surface whose normal vector matches the display screen displayed on the screen of the display means 4, or selects it by operation. Process the shapes while creating them.
Note that even if information in the thickness direction of the display screen is added directly as thickness information on the normal vector matching surface,
It may also be added by rotating it by 90 degrees about any of the display screen axes.

この様に加工された図形のデータは、加工の結
果が前記作業空間を形成するメモリー空間におい
て記憶されており、加工が完了した作業空間上の
図形データはふたたび基準座標軸ｘ，ｙ，ｚによ
つて編集されて第１図における加工完了済の図形
データB′として、第４図のメモリ７にスタツクさ
れる。 The data of the figures processed in this way is stored in the memory space that forms the workspace, and the figure data on the workspace that has been processed is redirected to the reference coordinate axes x, y, and z. The data is then edited and stacked in the memory 7 in FIG. 4 as the processed graphic data B' in FIG.

以上説明して来た如く本発明によれば図形加工
要の作業空間として操作点よりの操作により基準
座標系に対して原点移動および各座標軸の軸まわ
りに回転可能な作業座標系の空間を有し、表示手
段における表示画面には任意の投影面が選択的に
表示出来るので、原座標軸上ではどの座標軸とも
直交しない図形上の面に対して加工を行う場合で
あつても、操作者はデータの加工を行うために選
択する作業画面として被処理図形データの被加工
面を平面図（あるいは側面図）としてとらえて必
要な加工を行なえるので、CADにおける図形加
工の作業が複雑な図形の加工おいてもいつも表示
画面と同じ２次元のイメージの下で行なえると云
う特徴ある効果をもたらす。 As explained above, according to the present invention, as a work space for figure processing, there is a work coordinate system space in which the origin can be moved with respect to the reference coordinate system and rotated around each coordinate axis by operations from the operation point. However, since any projection plane can be selectively displayed on the display screen of the display means, even when processing a surface of a figure that is not perpendicular to any coordinate axes on the original coordinate axes, the operator can As the work screen to be selected for processing, the surface to be processed of the figure data to be processed can be viewed as a plan view (or side view) and the necessary processing can be performed, making it easier to process complex figures in CAD. This brings about the unique effect of being able to perform the image under the same two-dimensional image as the display screen, no matter what the screen is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例を説明するための説
明図である。 なお、図中１は第１のメモリー、２は演算処理
を含むデータ加工を行うCPU、２ａは演算処理
部２ｂは作業空間を形成する第２のメモリー２ｃ
は２次元投影変換を行う処理部、３は面情報を格
納する第３のメモリー、４は表示手段としての表
示装置、５は操作入力手段としての操作卓、６は
操作制御手段としての操作制御部、７は第４のメ
モリーを示す。 また太矢印は図形情報（データ）の流れを示し
Ａは原図形データ、Ｂは加工中の図形データ、Ｃ
は投影変換された複数の２次元図形データ、B′は
加工が完了の図形データを示す。また各ブロツク
間の結線は制御信号の流れを示す。 また第２図は基準座標系中におかれた原図形の
例、第３図は基準座標系に対する作業座標系の説
明図を示す。 FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a first memory, 2 is a CPU that processes data including arithmetic processing, and 2a is an arithmetic processing unit 2b is a second memory 2c that forms a work space.
3 is a processing unit that performs two-dimensional projection transformation; 3 is a third memory that stores surface information; 4 is a display device as a display means; 5 is a console as an operation input means; 6 is an operation control means as an operation control means. Section 7 indicates the fourth memory. Also, the thick arrows indicate the flow of figure information (data), and A is the original figure data, B is the figure data being processed, and C.
B' indicates a plurality of two-dimensional graphic data that have been projected and transformed, and B' indicates graphic data that has been processed. Furthermore, the connections between each block indicate the flow of control signals. Further, FIG. 2 shows an example of an original figure placed in a reference coordinate system, and FIG. 3 shows an explanatory diagram of a work coordinate system with respect to the reference coordinate system.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 原図形に関するデータを格納する第１のメモ
リーと、該原図形に関するデータを材料として必
要な加工を行うための原図形データの格納されて
いる基準座標空間に対して座標系の軸が回転可能
であり、かつ原点の移動が可能に構成される作業
座標系空間を形成する作業空間メモリーとしての
第２のメモリーと、上記座標空間間の座標系変換
のための演算処理手段と該作業座標空間、または
基準座標空間の座標軸の２軸によつて定まる面に
対して、該図形データを投影変換する投影変換処
理手段、および該処理結果を被投影群としての面
図形データ群として格納する第３のメモリーと、
該面図形データ群中の少くとも一つを呼び出し表
示する表示手段および呼び出し制御手段と、該演
算処理手段が該図形データに対して与える加工内
容を支持するための操作入力手段と、これらの操
作制御手段を有し、上記表示手段の画面に呼び出
された被加工図形の被加工面の法線を該表示手段
の画面の法線と一致させて、上記加工を行うこと
を特徴とする図形処理装置。1 The axis of the coordinate system is rotatable with respect to a first memory that stores data related to the original figure, and a reference coordinate space in which the original figure data for performing necessary processing using the data related to the original figure is stored. and a second memory as a work space memory forming a work coordinate system space in which the origin can be moved, an arithmetic processing means for coordinate system conversion between the coordinate spaces, and the work coordinate space. , or a projection transformation processing means for projecting and transforming the graphic data onto a plane determined by two coordinate axes of a reference coordinate space, and a third projection transformation processing means for projecting and transforming the graphic data, and a third projection transformation processing means for storing the processing results as a group of surface graphic data as a group to be projected. memory and
Display means and call control means for calling and displaying at least one of the area graphic data group, operation input means for supporting the processing content given to the graphic data by the arithmetic processing means, and operations thereof. Graphic processing characterized by comprising a control means, and performing the processing by aligning the normal line of the processed surface of the processed figure called on the screen of the display means with the normal line of the screen of the display means. Device.