JPS63124171A - 立体画像入力方法 - 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】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ９発明の概要 Ｃ０従来の技術 り１発明が解決しようとする問題点 Ｅ１問題点を解決するための手段 Ｆ１作用 Ｇ、実施例 Ｇ４．タブレット装置 Ｇｔ、コンピュータ Ｇ３．データ作成手段 Ｇａ、第一のカーソル表示手段 Ｇ６０作画表示手段 Ｇｓ、画像生成装置 Ｇｔ、フレームメモリ群 Ｇ６．切換スイッチ Ｇ６．ディスプレイ装置 Ｇ　ＩＧ、三次元座標入力方法 Ｈ３発明の効果 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、ＣＡＤ、ＣＧ　（コンピュータ・グラフィッ
クス）等のシステムにおいて立体画像を表示するための
三次元座標入力方法に関する。

Ｂ１発明の概要 本発明は、立体図形の二次元平面に投影して得られる図
形上のポイントを少なくとも二つの二次元座標面を用い
て三次元座標を入力する三次元座標入力方法において、 ディスプレイ装置のスクリーン上に第一の座標面を表示
して投影図形上のポイントを入力する第一段処理と、こ
の第一段処理の後に前記スクリーン上に第二の座標面を
表示してこの第二の座標面に第一の座標面に入力したポ
イントについての入力可能領域をカーソルにて表示して
投影図形上のポイントを入力する第二段処理と、から構
成することにより、 第二の座標面における座標入力を簡単に行うことができ
るものである。

Ｃ１従来の技術 ］ンピュータ・グラフィック等の分野において、ディス
プレイ装置のスクリーン上に右眼画像と左眼画像とを別
個に表示し、観視者が右眼で右眼画像を左眼で左眼画像
をそれぞれ見ることにより立体像を認識できる立体画像
表示装置が提案されている（特願昭６０−１９８３５０
号参照）。この立体画像表示装置のスクリーンには右眼
画像と左眼画像とが各々異なる色調、例えば赤色と緑色
とで表示され、観視者は右眼画像と左眼画像との各々の
色調と同一色の眼鏡を使用してスクリーンを見れば立体
画像を見ることができる。前記右眼画像と左眼画像とは
それぞれ右眼又は左眼にて立体図形を見た場合の透視投
影図形を表わすもので、立体画像として見えるべく右眼
画像及び左眼画像を表示するためには立体図形の三次元
座標を入力する必要がある。

従来の三次元座標入力方法にはトラックボールやマウス
を用いる方法又はタブレット面を用いる方法等がある。

これらの方法は全て立体図形の二次元平面に投影して得
られる図形上のポイントを少なくとも二つの二次元座標
面（例えばＸＹ座標面とＺＹ座標面）を用いて三次元座
標を入力する。

Ｂ３発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の方法にあっては最初に行う第
一の座標面、例えばＸＹ座標面への座標人力はＸ、Ｙ座
標を特定するものでこの座標入力はスクリーンを見なが
ら簡単に行うことができるが、次に行う第二の座標面、
例えばＺＹ座標面への座標人力は先に各ポイントのＹ座
標が特定されているためにＺ座標のみを特定するもので
ある。

このＺ［標の入力はＹ座標が特定されているため一定領
域に限られ単にスクリーンを見ながら目検討で行うこと
は非常に困難である。Ｙ座標に適合しない箇所にＺ座標
を入力すると立体像として成立しなくなり人力エラーと
なる。

そこで、本発明は、三次元座標の座標入力を簡単、且つ
、正確に行うことができる三次元座標入力方法を提供す
ることを目的とする。

Ｅ１問題点を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の構成は、ＸＹ座標面
、ＺＹ座標面及びＸＺ座標面の内の少なくとも二つの座
標面をスクリーン上に表示可能に構成し、このスクリー
ン上に先づ第一の座標面を表示してこの第一の座標面に
投影して得られる図形上のポイントを入力する第一段処
理と、この第一段処理の後に前記スクリーン上に第二の
座標面を表示してこの第二の座標面に前記第一の座標面
に入力したポイントについての入力可能領域をカーソル
にて表示し、このカーソルで示す入力可能領域に第二の
座標面に投影して得られる図形上のポイントを入力する
第二段処理と、から成ることを特徴とする。

Ｆ０作用 従って、第一段処理にて第一の座標面に図面上のポイン
トを入力し、第二段処理にて第二の座標面にカーソルに
基づいて図面上のポイントを入力すればよい。

Ｇ、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、コンピュータ・グラフィックシステム
の構成図が示されている。

Ｇ＋、タブレット装置 タブレット装置ｌは、第２図にて詳しく示すように、タ
ブレット面２とスタイラス３とを有し、このスタイラス
３の先端をタブレット面２に接触させることにより種々
の入力を行うことができる。

前記タブレット面２は下記するディスプレイ装置２８の
スクリーン２９に対応する座標領域２ａを有しこの座標
領域２ａにスタイラス３を位置させると前記スクリーン
２９にスタイラス３の位置を示す第二のカーソル４が表
示される。又、前記タブレット面２には各種のモードを
選択するキー領域２ｂを有し、このキー領域２ｂニはＸ
Ｙキー５．ＺＹキー６、ＸＺキー７．３Ｄディスプレイ
キー８．コネクトポイントキー９．ドロウキーＩＯ，デ
ータリドリーブキー１１．サーフェスキー１２等が設け
られている。

ＸＹキー５．ＺＹキー６及び　ＸＺキー７は、各々ＸＹ
座標面、ｚｙ！標面、ＸＺ座標面を読み出すキーである
。３Ｄデイスプレイキー８は、ワイヤフレームの立体視
を表示するキーである。このコネクタポイントキー９は
、人カポインドと入カポインドとを直線で接続するため
のキーである。

ドロウキーｌＯは、スタイラス３をタブレット面２に接
触させた状態で移動すると、軌跡上に一定時間毎に入カ
ポインドの座標が入力されると共に面後の人カポインド
が接続されて自由な線を描くことができるキーである。

データリドリーブキー１１は、データを読み出すための
キーであり、このキーを押すとスクリーン２９に入カポ
インドについてのデータが表示される。このデータの内
容については下記に詳説する。サーフェスキー１２は、
入カポインドを指定して面を張るためのキーである。

Ｇｙ、コンピュータ コンピュータ２０は、前記タブレット装置ｌからの指令
信号に基づいてその指令内容を実行するべく作動する。

例えばＸＹキー５が押されると、ＸＹ座標面モードに切
換わる。又、このコンピュータ２０は、データ作成手段
２１．第一のカーソル表示手段２２１作画表示手段２３
等を有する。

データ作成手段２１は、線データ作成手段と面データ作
成手段とから成る。

Ｇ３．線データ作成手段 線データ作成手段は、入カポインドについて■データ番
号、■座標値、■属性を決定する。これを決定するため
入カポインドは、 Ｐ　（Ｎ、０）＝Ｘ、　　Ｐ　（Ｎ、１）＝Ｙ。

Ｐ　（Ｎ、２）　−Ｚ、　　　Ｐ　（Ｎ、３）＝−１，
０又は１にて定義される。ここで、Ｎはデータ番号であ
りＰ（Ｎ、０）＝Ｘ、Ｐ（Ｎ、り＝Ｙ、Ｐ（Ｎ、２）＝
Ｚでデータ番号及び座標値が決まる。座標値がＸ。

Ｙ、Ｚの内の二個のみが決定され他の一個が未決定の場
合にはこの未決定の座標値は非常に大きな値が入力され
るよう構成されている。この実施例では９９９．０の値
が入力される。

またＰ　（Ｎ、３　）＝　−１、Ｏ又は１で入カポイン
ドの属性が決まる。Ｐ（Ｎ、３）＝−１は始点、Ｐ（Ｎ
、３）冨０は中間点、Ｐ（Ｎ、３）＝１は終点を示す。

例えば、Ｐ（０，３）＝−１，、Ｐ（１，３）＝　Ｏ。

Ｐ（２，３）＝０．Ｐ（３，３）＝０．Ｐ（４，３）−
１゜Ｐ（５，３）＝−１，Ｐ（６，３）＝Ｏ，Ｐ（７，
３）＝１の場合には第９図に示すようになる。この属性
決定の手順を第１Ｏ図及び第１１図に基づいて説明する
。

第１０図において、コネクトモードにおける属性決定の
フローチャートが示され、最初のポイント（ｘｏ、　Ｙ
Ｏ）が入力される（ステップＳ　、、）とそのポイント
の属性は無条件にＰ　（０，３）・−１（Ｓ＝　−１）
に決定される（ステップＳ、ｆ）。次に、次のポイント
（Ｘｎ、Ｙｎ）（ｎ≧１）が入力されるか否か判別しく
ステップＳ　＋ｓ）　、入力されない場合には終了する
。入力された場合にはこのポイントと前のポイントとか
コネクトモードにて接続されたか否かを判別する（ステ
ップ５１４）。接続されない場合にはこのポイント（ｘ
　Ｉ＋　ｙ　＋）が始点となるためこのポイント（ｘｔ
、ｙ＋）の属性がＰ（１，３）−＝−１（Ｓ＝−１）に
決定される（ステップＳ、り。又、接続された場合には
次のポイン）（Ｘｔ、Ｙｔ）が入力されたか否かを判別
する（ステップＳ　、Ｓ）。このポイント（ｘｔ、’ｙ
ｔ）が入力されない場合には前のポイント（Ｘ、、Ｙ、
）が終点となるため而のポイント（ＸＩ、Ｙｌ）の属性
がＰ（１，３）＝１（Ｓ＝１）に決定される（ステップ
Ｓ　、ｓ）　、ポイント（ｘｔ、ｙｔ）が入力された場
合にはこのポイントと前のポイントとがコネクトモード
にて接続されたか否かを判別する（ステップ５１７）。

接続されない場合にはこのポイントが始点となるためこ
のポイントの属性がＰ　（２，３）・−１（Ｓ−１）に
決定される（ステップ５ｌｆｆｉ）。接続された場合に
は前のポイントが中点となるためＰ（１，３）＝０（Ｓ
＝０）となる（ステップＳ　、、）。

この場合において、次のポイントが入力され、且つ前の
ポイントとの接続が繰り返されるとこのループ（ステッ
プＳ＋ｓ＋ステップＳｌ？ｌステップＳ　＋ｓ）を繰り
返す。そして次のポイントの入力がなければ終点となる
ためそのポイントの属性がＰ（Ｎ、３）＝　ｌ（Ｓ、、
＝　１）となり終了ずろ。

第１１図においてドロウモードにおける属性決定のフロ
ーヂャートが示され、スタイラス３の先端をタブレット
面２に接触すると、最初のポイント（Ｘ、、Ｙ、）が入
力され（ステップＳｔ、）、そのポイントの属性が無条
件にＰ（０，３）＝−１（Ｓ＝−１）に決定される（ス
テップＳｔり。自由曲線の軌跡を描くと所定時間毎にポ
イント（Ｘｎ、Ｙｎ）が入力され（ステップＳ□、）、
そのポイントにおいてスタイラス３がアップされたか否
か判別される（ステップ５ｔ４）。スタイラス３がアッ
プされなければそのポイントにおける属性がＰ（Ｎ、３
）・Ｏ（Ｓ　＝Ｏ）となる（ステップＳ□）。スタイラ
ス３がアップされるとそのポイントにおける属性がＰ（
Ｎ、３）＝１（Ｓ＝１）となり終了する。

而して、上述のデータの内容は面記データリトリーブキ
１１を押すことにより下記するく表１〉・く表２〉に示
すにうにしてスクリーン２９上に表示される。

Ｇ４．第一のカーソル表示手段 前記第一のカーソル表示手段２２は、第一段処理で二つ
の座標（例えばＸ、Ｙ）が特定された後に行われる第二
段処理にて他の座標Ｚを入力するに際して入力可能領域
を第一のカーソル２４にて示すものである。この第一の
カーソル２４は、入力すべき真の領域に対して一定の幅
ｄを有しこの一定の幅ｄを有４−る入力可能領域にスタ
、イラス３を接触さ仕ることにより適正な値として入力
されるよう構成されている。この第一のカーソル２４は
データ番号順に入力可能領域を表示するもので、第一の
カーソル２４に基づいて座標を入力すると、第一のカー
ソル２４は次のデータ番号の入力可能領域を表示する。

Ｇｓ、作画表示手段 前記作画表示手段２３は、座標面モードに基づいて座標
のデータを画像生成装置２５に出力するもので、ＸＹ座
標面モードのときはＸ、Ｙ座標のデータを、３Ｄデイス
プレイモードのときはＸ、Ｙ。

Ｚ座標のデータをそれぞれ画像生成装置２５に出力する
。

Ｇｏ、画像生成装置 この画像生成装置２５は、コンピュータ２０から送られ
てくるデータに基づいてこのデータを映像化するビデオ
信号を作成する。このビデオ信号は３Ｄデイスプレイモ
ードのときは例えば奇数フィールドに左眼画像用信号を
、偶数フィールドに右眼画像用信号をそれぞれ作成する
。この画像生成装置２５で作成されたビデオ信号は二ケ
所の切換スイッチｓｗ、、ｓｗｔ、ＳＷ、を介してフレ
ームメモリ群２６に出力される。

Ｇ？、フレームメモリ群 このフレームメモリ群２６は、四つのフレームメモリ２
６Ｌ、、　２６Ｌ、、　２６Ｒ，、２６Ｒ＊を有し、二
つのフレームメモリ２６Ｌ、、　２６Ｌ、は左眼画像用
に他の二つのフレームメモリ２６Ｒ，、２６Ｒ，は右眼
画像用にそれぞれ使用される。二つの左眼画像用フレー
ムメモリ２６１、Ｉ＋　２６Ｌ、又は二つの右眼画像用
フレームメモリ２６Ｒ，、２６Ｒ，は、それぞれ一方が
書き込みに使用されているときは他方が読み出しに使用
されるべく切換スイッチＳ　Ｗ　ｔ〜ＳＷ、にて操作さ
れる。

Ｇｓ、切換スイッチ 第一の切換スイッチＳＷ１は、奇数フィールドのビデオ
信号を左眼画像用フレームメモリ２６Ｌ、。

２６Ｌ、側に出力し、偶数フィールドのビデオ信号を右
眼画像用のフレームメモリ２６Ｌ、　２６Ｒ，側に出力
すべく切換操作がなされる。第２及び第３の切換スイッ
チ２６Ｌ、、　２６Ｌ、は、第１の切換スイッチＳＷ。

を介して送られてくるビデオ信号を二つある左眼画像用
フレームメモリ２６Ｌ、、　２６Ｌ、又は右眼画像用フ
レームメモリ２６Ｒ，、２６Ｒ１のいずれか一方のフレ
ームメモリに出力する。第４及び第５の切換スイッチＳ
Ｗ４．ｓｗｓは、二つある左眼画像用フレームメモリ２
６Ｌ、、　２６Ｌ、又は右眼画像用フレームメモリ２６
Ｒ，、２６Ｒ１の内の書き込みに使用されている以外の
左眼画像用フレームメモリ２６Ｌ、、　２６Ｌ、又は右
眼画像用フレームメモリ２６Ｒ，、２６Ｒ，に接続され
る。

従って、ビデオ信号読み出し時に同時に書き込みを行う
ことができる。第６の切換スイッチＳ〜ｖ６は、奇数フ
ィールドのビデオ信号（左眼画像用信号）がフレームメ
モリ群２６から送出されているときは左眼画像用フレー
ムメモリ２６Ｌ、、　２ＳＬｔ側に、偶数フィールドの
ビデオ信号（右眼画像用信号）がフレームメモリ群２６
から送出されているときは右眼画像用フレームメモリ２
６Ｒ，、２６Ｒ，側に、それぞれ切換操作がなされる。

フレームメモリ群２６から読み出されたビデオ信号は、
Ｄ／Ａ変換器２７でアナログ信号に変換されてディスプ
レイ装置２８に送られる。

Ｇｔ＋、ディスプレイ装置 このディスプレイ装置２８のスクリーン２９には選択さ
れた座標モードに応じて座標面が表示され、且つ、スク
リーン２９の中心が座標の中心となっている。

Ｇ　ｔｏ、三次元座標入力方法 以下、上記システムの三次元座標入力方法について説明
する。

第４図に示す立体空間上の自由曲線を入力する場合を例
に三次元座標入力する方法を第３図に示すフローチャー
トに基づいて説明する。

先づ、スタイラス３をＸＹキー５．ＺＹキー６又はＸＺ
キー７に接触することによりＸＹ座標面、ＺＹ座標面、
ＸＺ座座面面内から第１の座標面を選ぶ（ステップＳ、
）。例えばＸＹ座標面を選択したとすると、スクリーン
２９にＸＹ座標面が表示される。

スタイラス３をタブレット面２の座標領域２ａ上に上位
置させるとスタイラス３の位置を示す第二のカーソル４
がスクリーン２９に表示される（ステップＳ、）。

第４図に示すようにＸＹ座標面に投影して得られる自由
曲線のポイントに対応するタブレット面２にスタイラス
３を押し、投影図形を入力する。

この投影図形の入力はコネクトポイントキー９にて各ポ
イントを接続するか、又は、ドロウキー１０にて投影図
形と同一図形をタブレット面２に描くことによって行わ
れる。座標入力がなされるとデータ作成手段にて■デー
タ番号、■座標値（Ｘ。

Ｙ）、■属性が決定される（ステップＳ３）。スクリー
ン２９には第５図に示すように入力した投影図形が表示
される。ここで、入力したポイントのデータを確認した
い場合にはデータリドリーブキーＵを押す。すると下記
〈表１〉に示すようにデータの一覧表がスクリーン２９
に表示される。このデータは左端から（イ）データ番号
り、（ロ）Ｘ座標。

（ハ）Ｙ座標、（ニ）Ｚ座標、（ホ）属性Ｓを示す。全
てのＺ座標は未決定のため非常に大きな値である９９９
．０が表示される。

ＸＹ座標面における全ての人力が終わるとＸＹ座標面以
外の他の座標面を選ぶ（ステップｓ４）。

これで第１段処理が完了し第２段処理に移行する。

他の座標としてＺＹ座標面を選択したとすると、スクリ
ーン２９にＺＹ座標面が表示されると共に第６図に示す
ようにＸＹ座標面の入力図形が表示される。そして、第
一のカーソル表示手段２２にて先づデータ番号Ｎ＝Ｏの
ポイントについての入力可能領域が第一のカーソル２４
で表示される（ステップＳ５．ステップＳ、）。

スタイラス３を移動して第二のカーソル４を第一のカー
ソル２４内に持っていきＺＹ座標面に投影して得られる
自由曲線のポイントに対応する位置でスタイラス３を押
す（ステップＳ、、Ｓ、）。スタイラス３を押すと、デ
ータ番号Ｎ＝＝０のポイントについてのＺ座標が入力さ
れる。すると、次に第一のカーソル２４がデータ番号Ｎ
＝１のポイントについての入力可能領域を示し上述のよ
うにしてポイントを入力する。第７図においてはデータ
番号Ｎ＝５までの入力が完了し、第一のカーソル２４が
データ番号Ｎ＝６の入力可能領域を示している。

これを全てのデータ番号Ｎのポイントについて行えば第
８図に示すような入力図形が得られ三次元座標入力が完
了する（ステップＳ、）。

この第２段処理においても第１段処理と同様にＺＹ座標
面の入力図形が第８図に示すように表示されＺＹ座標面
の人力図形はＸＹ座標面の入力図形と異なる視覚表現手
段、例えば異なる色彩で表現され入力図形の座標面を誤
ることがないように構成されている。

全てのポイントの入力が完了した後にデータを確認した
い場合には上述と同様にデータリドリーブキーを押す。

すると、下記く表２〉に示すようにデータリドリーブキ
ーの一覧表がスクリーン２９に表示される。これを見て
データの修正・追加・削除を行う。

又、第２段処理においてはＸ、Ｙ、Ｚの全てのデータが
決まるためＸＺ座標面の投影図形も同時に表示できるよ
うに構成することにより三面図にて入力図形の見当を行
うことができる。

而して、三次元座標入力が完了した後に３Ｄデイスプレ
イキー８を押すと入力図形の立体図形がスクリーン２９
に表示される。

く表１〉 〈表２〉 Ｈ８発明の効果 以上述べたように本発明によれば、第一の座標面の入力
が完了し、その後の第二の座標面への入力時には第一の
座標面の入カポインドについての入力可能領域をカーソ
ルにて表示するよう構成したので、第二の座標面の座標
人力が簡単、且つ、正確に行うことができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１１図において本発明の実施例が示され、
第１図はコンピュータグラフィックシステムの構成図、
第２図はタブレット装置の平面図、第３図は三次元座標
入力のフローチャート図、第４図は立体空間上の自由曲
線とその投影図形を示す図、第５図はスクリーンに表示
されたＸＹＹ標面の人力図形を示す図、第６図はスクリ
ーンに表示されたポイント入力前のＺＹＹ標面、第７図
及び第８図はスクリーンに表示されたＺＹ座座面面入力
図形を示す図、第９図はスクリーンに表示された自由曲
線を示す図、第１０図はコネクトモードにおける属性決
定のフローチャート図、第１１図はドロウモードにおけ
る属性決定のフローチャート図である。 ２４・・・第一のカーソル、２９・・・スクリーン。 手続補正書（自発） 昭和　６Ｆ１２月２２日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＸＹ座標面、ＺＹ座標面及びＸＺ座標面の内の少なくと
   も二つの座標面をスクリーン上に表示可能に構成し、こ
   のスクリーン上に先づ第一の座標面を表示してこの第一
   の座標面に投影して得られる図形上のポイントを入力す
   る第一段処理と、この第一段処理の後に前記スクリーン
   上に第二の座標面を表示してこの第二の座標面に前記第
   一の座標面に入力したポイントについての入力可能領域
   をカーソルにて表示し、このカーソルで示す入力可能領
   域に第二の座標面に投影して得られる図形上のポイント
   を入力する第二段処理と、から成ることを特徴とする三
   次元座標入力方法。