JPH07113928B2 - Figure layout display method - Google Patents

Figure layout display method

Info

Publication number
JPH07113928B2
JPH07113928B2 JP61004933A JP493386A JPH07113928B2 JP H07113928 B2 JPH07113928 B2 JP H07113928B2 JP 61004933 A JP61004933 A JP 61004933A JP 493386 A JP493386 A JP 493386A JP H07113928 B2 JPH07113928 B2 JP H07113928B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
basic
coordinate system
graphic
plane
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP61004933A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62164166A (en
Inventor
▲吉▼美 太田
宏 荒井
都 仁尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP61004933A priority Critical patent/JPH07113928B2/en
Priority to US07/002,225 priority patent/US5003498A/en
Publication of JPS62164166A publication Critical patent/JPS62164166A/en
Publication of JPH07113928B2 publication Critical patent/JPH07113928B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は機械系の設計支援システムなどの中核となる幾
何モデリングにおける形状入力に係り、特に、あるイメ
ージを表示装置に配置表示するのに適した図形配置表示
方式に関する。
The present invention relates to shape input in geometric modeling, which is the core of a mechanical design support system, and is particularly suitable for displaying a certain image on a display device. Figure layout display method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

機械構造物などの設計を計算機を用いて支援する試みは
いろいろ行なわれており、多くの効果をあげている。こ
のような設計支援システムは設計者と計算機との対話シ
ステムとして実現されている。設計者は計算機と対話し
ながら設計作業を進める。この設計作業は常に3次元的
な形状を対象とするものであり、設計者が考えた3次元
形状を容易に計算機内に入力できることが大切である。
しかしながら、従来の3次元形状入力は既に決められた
数値をキーボード等を用いて入力し、3次元的形状を計
算機の中に生成する方法が主流であつた。また、従来、
設計者は図面を書くことに慣れているため、2次元的に
入力する方は容易である。このような形状については2
面図または3面図を作成し、これを利用して3次元化す
る方法も試みられている。この方法も既に決められた数
値を入力することは同じである。
Various attempts have been made to support the design of mechanical structures and the like using a computer, and many effects have been achieved. Such a design support system is realized as a dialogue system between a designer and a computer. The designer advances the design work while interacting with the computer. This design work always targets a three-dimensional shape, and it is important that the designer can easily input the three-dimensional shape into the computer.
However, in the conventional three-dimensional shape input, a method in which a predetermined numerical value is input using a keyboard or the like to generate a three-dimensional shape in a computer is the mainstream. In addition, conventionally,
Since the designer is accustomed to drawing drawings, it is easier to input in two dimensions. 2 for such shapes
A method of creating a three-dimensional drawing or a three-dimensional drawing and using it to make it three-dimensional has also been attempted. This method is also the same as inputting the already determined numerical value.

また、実際の形状または縮尺モデルなどがある場合、そ
れを計算機内に取り込むため、写真技術または超音波、
レーザー光線による3次元座標読み取り機を用いる方法
や、目盛のあるキツトを利用してモデルを計算機内に入
力する方法〔特開昭51−21227号公報〕が知られている
が、いずれも既にある形状を入力するものであり、設計
者の頭の中に描いた3次元形状を容易に入力できるもの
ではなかつた。
Also, if there is an actual shape or scale model, to capture it in the calculator, photographic technology or ultrasound,
A method using a three-dimensional coordinate reader using a laser beam and a method using a kit with a scale to input a model into a computer [Japanese Patent Laid-Open No. 51-21227] are known. It is not possible to easily input the three-dimensional shape drawn in the designer's head.

〔発明が解決しようとする問題〕[Problems to be solved by the invention]

上記の従来例では、キーボードによる数値入力または実
際のモデルを用いての入力により作成された個々の図形
を画面上で移動する際には、移動先の座標データ等を求
めた上で数値入力しなければならず、操作性に問題が有
った。
In the above-mentioned conventional example, when moving individual figures created by numerical input with the keyboard or input using the actual model on the screen, the coordinate data etc. of the moving destination are calculated and the numerical value is input. There was a problem in operability.

本発明の目的は、画面上に表示された図形に対する移動
の操作を良好に行ない得る図形の配置表示方法を提供す
ることにある。
It is an object of the present invention to provide a method for displaying and arranging a graphic that can favorably move a graphic displayed on the screen.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するために、本発明は、計算機と接続し
た表示装置に表示すべき3次元形状を図形要素である複
数の基本図形を用いて配置表示を行う図形配置表示方法
において、前記複数の基本図形の中から前記3次元形状
を構成する所定の基本図形を表示し、前記所定の基本図
形の特定面を選択し、表示画面に平行で且つ前記所定の
基本図形と重ねるべき他の基本図形の座標原点を通る平
面と前記特定面との交線を求め、該交線上に前記他の基
本図形を表示し、前記表示画面上に入力された前記平面
上の座標点(46)から前記光線上へ下ろした垂線の足
(47)を求めることによって前記他の基本図形の座標原
点を前記交線上の前記垂線の足(47)まで移動させ、基
本図形を表示装置に表示することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a graphic layout display method for displaying a three-dimensional shape to be displayed on a display device connected to a computer by using a plurality of basic graphics, which are graphic elements. A predetermined basic figure forming the three-dimensional shape is displayed from among the basic figures, a specific surface of the predetermined basic figure is selected, and another basic figure parallel to the display screen and to be overlapped with the predetermined basic figure The intersection line between the plane passing through the coordinate origin of the and the specific surface is obtained, the other basic figure is displayed on the intersection line, and the light is transmitted from the coordinate point (46) on the plane input on the display screen. Characterized in that the origin of coordinates of the other basic figure is moved to the perpendicular foot (47) on the intersection line by obtaining the foot (47) of the perpendicular drawn on the line, and the basic figure is displayed on the display device. To do.

〔作用〕[Action]

上記本発明の手段によれば、表示画面上に入力された前
記平面上の座標点(46)から前記交線上へ下ろした垂線
の足(47)を求めることによって前記他の基本図形の座
標原点を前記交線上の前記垂線の足(47)まで移動させ
表示するので、表示画面を見ながら容易に基本図形の移
動をすることが可能となる。
According to the above-mentioned means of the present invention, the coordinate origin of the other basic figure is obtained by obtaining the foot (47) of the perpendicular line drawn down on the intersection line from the coordinate point (46) on the plane input on the display screen. Is displayed by moving to the perpendicular leg (47) on the intersection line, it is possible to easily move the basic figure while looking at the display screen.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図〜第22図により説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

第1図は設計者(オペレータ)1と図形表示装置2また
はホスト計算機(アプリケーシヨンシステム)3との対
話システムを示したものである。設計者1からの指令
(コマンド)4はタブレツト5、スタイラスペン6、フ
アンクシヨンキー7、キーボード8から入力され、図形
表示装置2により解釈され、ホスト計算機3で処理が必
要な場合にはインターフエイス手段9を介してホスト計
算機3に指令4が転送される。ホスト計算機3にはアプ
リケーシヨンプログラム10がロードされており、図形表
示装置2でできない処理を行う。たとえば、ホスト計算
機3では図形表示装置2で管理できない各種設計情報ま
たは機械構造物全体について管理する。必要ならばこれ
らの各種情報はフアイル11に登録したり、検索したりす
ることができる。図形表示装置2ではホスト計算機3ま
たは設計者1により入力された図形情報を管理し、必要
に応じて作画情報を作成してグラフイツクデイスプレイ
12に表示する。設計者1はグラフイツクデイスプレイ12
に表示された結果を見て次の行動を決定する。グラフイ
ツクデイスプレイ12の画面とタブレツト5は1対1に対
応しており、スタイラスペン6によりグラフイツクデイ
スプレイ12の画面に表示された作画情報を識別できる。
設計者1はグラフイツクデイスプレイ12に表示された結
果を見て、次の指令4をタブレツト5、スタイラスペン
6、フアンクシヨンキー7、キーボード8から入力し、
同様に操作を繰り返す。このようにして設計者1は図形
表示制御装置2またはホスト計算機3と対話しながら目
的とする3次元形状を図形表示装置2のメモリー内に生
成する。生成された3次元形状は設計者1の判断に基づ
き、インターフエイス手段9を介してホスト計算機3に
転送され、アプリケーシヨンプログラム10で管理され、
必要に応じてフアイル11に格納される。
FIG. 1 shows an interactive system between a designer (operator) 1 and a graphic display device 2 or a host computer (application system) 3. The command 4 from the designer 1 is input from the tablet 5, the stylus pen 6, the function key 7 and the keyboard 8, is interpreted by the graphic display device 2, and is processed by the host computer 3 if necessary. The command 4 is transferred to the host computer 3 via the means 9. The application program 10 is loaded in the host computer 3, and performs processing that cannot be performed by the graphic display device 2. For example, the host computer 3 manages various design information that cannot be managed by the graphic display device 2 or the entire mechanical structure. If necessary, these various kinds of information can be registered in the file 11 or searched. The graphic display device 2 manages graphic information input by the host computer 3 or the designer 1, creates drawing information as necessary, and creates a graphic display.
Display on 12. Designer 1 is a graphic display 12
Determine the next action by looking at the results displayed in. The screen of the graphic display 12 and the tablet 5 have a one-to-one correspondence, and the stylus pen 6 can identify the drawing information displayed on the screen of the graphic display 12.
The designer 1 looks at the result displayed on the graphic display 12, inputs the next command 4 from the tablet 5, the stylus pen 6, the function key 7, and the keyboard 8,
Repeat the same operation. In this way, the designer 1 interacts with the graphic display control device 2 or the host computer 3 to generate a desired three-dimensional shape in the memory of the graphic display device 2. The generated three-dimensional shape is transferred to the host computer 3 through the interface means 9 and managed by the application program 10 based on the judgment of the designer 1.
It is stored in the file 11 as needed.

以上は図形を計算機内部に生成する対話的手段について
説明したが、以下ではどのようにして形状を入力するか
について説明する。
The above is the description of the interactive means for generating a figure inside the computer, but the following describes how to input a shape.

第2図(A),(B)はこのような対話システムで設計
される3次元形状を示したもので配管13の形状は円柱,
円錐,トーラスなどの基本図形14a〜14dの集合体として
記述した例である。設計者1は図形表示装置2内に基本
図形14a〜14dを生成し、移動、回転コマンドを用いて適
当な位置、姿勢に基本図形を配置し、目的とする3次元
形状の構築を行う。装置15の場合は基本図形14e,14fで
ある。
FIGS. 2 (A) and 2 (B) show a three-dimensional shape designed by such a dialogue system. The shape of the pipe 13 is a cylinder,
This is an example described as an aggregate of basic figures 14a to 14d such as a cone and a torus. The designer 1 creates the basic figures 14a to 14d in the figure display device 2, arranges the basic figure at an appropriate position and posture by using the movement and rotation commands, and constructs a desired three-dimensional shape. In the case of the device 15, the basic figures 14e and 14f.

次に図形表示装置2内でどのようにして基本図形を生成
するかについて第3図により説明する。図形表示装置2
内には3次元形状をモデリングするため、第3図に示す
ようなモデル空間16を自動的に設定している。モデル空
間16はモデル座標系17を持つている。モデル座標系17は
直交座標系であり、(X,Y,Z)で示される。または基本
図形14も第3図に示すようにプリミテイブ座標系18を持
つている。プリミテイブ座標系18も直交座標系であり、
(x,y,z)で示される。基本図形14を図形表示装置2内
で生成した場合にはモデル座標系17とプリミテイブ座標
系18は一致した状態になつている。基本図形14のモデル
空間16内での移動、回転はモデル座標系17に対するプリ
ミテイブ座標系18の移動量P0(X0,Y0,Z0)、回転量F
(3×3のマトリツクス)で表わされ、プリミテイブ座
標系18内の1点P′(x,y,z)はモデル座標系17内の1
点P(X,Y,Z)に P=〔F〕P′+P0 …(1) と変換できる。(1)式を成分で表わすと、 となる。図形表示装置2内では基本図形14の個個につい
て形状情報、移動量、回転量を保存する。
Next, how to generate a basic graphic in the graphic display device 2 will be described with reference to FIG. Graphic display device 2
In order to model a three-dimensional shape, a model space 16 as shown in FIG. 3 is automatically set therein. The model space 16 has a model coordinate system 17. The model coordinate system 17 is a rectangular coordinate system and is represented by (X, Y, Z). Alternatively, the basic figure 14 also has a primitive coordinate system 18 as shown in FIG. Primitive coordinate system 18 is also a Cartesian coordinate system,
It is indicated by (x, y, z). When the basic figure 14 is generated in the figure display device 2, the model coordinate system 17 and the primitive coordinate system 18 are in a matched state. The movement and rotation of the basic figure 14 in the model space 16 is performed by the amount of movement P 0 (X 0 , Y 0 , Z 0 ) and the amount of rotation F of the primitive coordinate system 18 with respect to the model coordinate system 17.
(3 × 3 matrix), and one point P ′ (x, y, z) in the primitive coordinate system 18 is 1 in the model coordinate system 17.
The point P (X, Y, Z) can be converted into P = [F] P '+ P 0 (1). When formula (1) is expressed by components, Becomes In the figure display device 2, the shape information, the movement amount, and the rotation amount are stored for each individual basic figure 14.

次に第4図〜第6図により基本図形14のグループ化につ
いて説明する。一般の3次元構造物は複数個の部品の集
合体として記述されており、部品は複数個の基本図形14
の集合体として考えることができる。第4図はこのよう
な概念を示したものであり、モデル空間16内に複数個の
基本図形集合体19a〜19dが存在しており、各基本図形集
合体19a〜19dは基本図形14a〜14dの集合体として記述さ
れている所を示している。前述の第2図における配管1
3、機器15がこの基本図形集合体19に相当する。第5図
は基本図形集合体19が基本図形A,Bの集合体として記述
した例を示したものであり、基本図形集合体19は基本図
形Aをモデル空間16内に配置し、次に基本図形Bを生成
して位置合せを行い、基本図形Aと基本図形Bの和集合
として記述したものである。集合体記述モード20〜24は
それぞれ和集合モード20、差集合モード21、積集合モー
ド22、配置モード23、干渉チエツクモード24となつてお
り、各基本図形単位に形状情報として図形表示装置内で
管理される。配置モード23は基本図形14の配置だけを記
述するモードである。また、干渉チェックモード24は干
渉チエツク用の形状25を定義する場合に用いる。これは
干渉チエツクが必要な場合のみに対象となる形状であ
る。第6図は集合演算について示したものであり、第6
図(i)は基本図形AとBの位置関係を示したものであ
る。第6図(ii)は基本図形AとBの和集合(A+B)
を行つた結果である。第6図(iii)は基本図形AとB
の差集合(A−B)を行つた結果である。第6図(iv)
は基本図形AとBの積集合(A*B)を行つた結果であ
る。これらの集合体記述モードを組み合せて用いること
により任意の形状を計算機内に生成する。
Next, grouping of the basic figures 14 will be described with reference to FIGS. A general three-dimensional structure is described as an aggregate of a plurality of parts, and a part is a plurality of basic figures 14
Can be thought of as a collection of. FIG. 4 shows such a concept. There are a plurality of basic figure aggregates 19a to 19d in the model space 16, and each basic figure aggregate 19a to 19d is a basic figure 14a to 14d. It shows the place described as a collection of. Piping 1 in Figure 2 above
3. The device 15 corresponds to this basic figure aggregate 19. FIG. 5 shows an example in which the basic figure aggregate 19 is described as an aggregate of basic figures A and B. The basic figure aggregate 19 arranges the basic figure A in the model space 16 and then The figure B is generated and aligned, and is described as a union of the basic figure A and the basic figure B. The aggregate description modes 20 to 24 are the union mode 20, the difference set mode 21, the intersection set mode 22, the arrangement mode 23, and the interference check mode 24, respectively, in the figure display device as shape information for each basic figure unit. Managed. Arrangement mode 23 is a mode in which only the arrangement of basic figure 14 is described. The interference check mode 24 is used when defining the shape 25 for the interference check. This is the shape of interest only when the interference check is required. FIG. 6 shows a set operation.
Figure (i) shows the positional relationship between the basic figures A and B. Figure 6 (ii) is the union of the basic figures A and B (A + B)
Is the result of doing. FIG. 6 (iii) shows basic figures A and B.
It is the result of performing the difference set (A-B) of. Figure 6 (iv)
Is the result of performing the intersection (A * B) of the basic figures A and B. An arbitrary shape is generated in the computer by using these aggregate description modes in combination.

以上のように計算機内に生成された3次元形状をグラフ
イツクデイスプレイ12上に表示しなければならない。こ
れについて第7図を用いて説明する。第7図(A),
(B)はグラフイツクデイスプレイ12の画面に複数個の
ウインド26a〜26cを同時に表示できる例を示している。
グラフイツクデイスプレイ12には表示座標系(X′,
Y′,Z′)27が設定されており、画面の手前方向がZ′
の正方向である。また、ウインド26a〜26cにもウインド
座標系(X″,Y″,Z″)28が設定されており、ウインド
座標系28の原点0″はモデル空間16を見る視点位置であ
る。モデル空間16内に生成された3次元形状は投影変換
されたウインド座標系28で記述され、ウインド座標系28
のX″,Y″平面に投影形状が作成されグラフイツクデイ
スプレイ12の画面に表示される。ウインド座標系28の
Z″軸の負方向が視線方向29に一致する。ウインド座標
系28は設計者が任意の位置、姿勢に設定でき、これらの
ウインド制御情報は計算機内で管理される。
The three-dimensional shape generated in the computer as described above must be displayed on the graphics display 12. This will be described with reference to FIG. FIG. 7 (A),
(B) shows an example in which a plurality of windows 26a to 26c can be simultaneously displayed on the screen of the graphic display 12.
The graphic display 12 has a display coordinate system (X ',
Y ', Z') 27 is set, and the front side of the screen is Z '.
Is the positive direction. A window coordinate system (X ″, Y ″, Z ″) 28 is also set in the windows 26a to 26c, and the origin 0 ″ of the window coordinate system 28 is the viewpoint position for viewing the model space 16. The three-dimensional shape generated in the model space 16 is described by the projection-converted window coordinate system 28.
A projected shape is created on the X ″, Y ″ plane of the screen and displayed on the screen of the graphic display 12. The negative direction of the Z ″ axis of the window coordinate system 28 coincides with the line-of-sight direction 29. The designer can set the window coordinate system 28 at any position and orientation, and the window control information is managed in the computer.

次に図形表示装置2内でのデータ管理について第8図〜
第11図により説明する。第8図は図形表示装置2内の一
次元メモリー内の全体構造を示したもので、管理する情
報は大きく、(i)ウインド制御情報、(ii)基本図形
集合体情報、(iii)基本図形情報の3つに分けられ、
それぞれはセル構造となつている。各情報はポインター
でつながれており、各情報への始めのポインターは、一
次元メモリーの先頭部で管理する。始めにウインド制御
情報へのポインターが管理されており、ポインターのア
ドレスiを検索すればウインド情報を逐次取り出すこと
ができる。一次元メモリーの先頭から2ワード目には基
本図形集合体情報へのポインターjが格納されており、
アドレスjを検索すれば基本図形集合体情報が取り出せ
る。同様に基本図形情報も逐次取り出すことができる。
また、4ワード目には空きエリアへのポインターを格納
しており、削除エリアの再生に利用する。第9図(A)
〜(C)はウインド制御情報の管理項目を示したもので
あり、グラフイツクデイスプレイ12上に表示するウイン
ド26単位に管理する情報である。ウインド制御情報のう
ち内部名称は図形表示装置2内での一貫番号であり、外
部名称は設計者が自由に決めることのできる名称であ
る。投影のタイプには平行投影と透視投影のいずれかを
満足できる。視点はモデル空間16を見るウインドの座標
系の原点である。投影マトリツクスはモデル座標系17内
の1点をウインド座標系28の1点に変換するものであ
る。ウインド表示範囲は表示座標系27に対するウインド
26の左下および右上角の座標値である。また、モデル空
間の表示範囲はウインド26で表示対象とするモデル空間
の一部を表現するもので、モデル座標系17の軸に平行に
直方体を表わす対角の点で記述する。
Next, regarding data management in the graphic display device 2, FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows the overall structure in the one-dimensional memory in the graphic display device 2, and the information to be managed is large (i) window control information, (ii) basic graphic aggregate information, (iii) basic graphic. Divided into three types of information,
Each has a cell structure. Each piece of information is linked by a pointer, and the first pointer to each piece of information is managed at the head of the one-dimensional memory. First, the pointer to the window control information is managed, and the window information can be sequentially retrieved by searching the address i of the pointer. A pointer j to the basic figure aggregate information is stored in the second word from the head of the one-dimensional memory,
The basic figure aggregate information can be retrieved by searching the address j. Similarly, basic graphic information can be sequentially extracted.
A pointer to an empty area is stored in the 4th word and is used for reproducing the deleted area. Figure 9 (A)
(C) shows management items of the window control information, which are information managed on a window 26 unit basis displayed on the graphics display 12. Among the window control information, the internal name is a consistent number in the graphic display device 2, and the external name is a name freely decided by the designer. The type of projection can satisfy either parallel projection or perspective projection. The viewpoint is the origin of the coordinate system of the window that looks at the model space 16. The projection matrix transforms one point in the model coordinate system 17 into one point in the window coordinate system 28. The window display range is the window relative to the display coordinate system 27.
These are the coordinate values of the lower left and upper right corners of 26. Further, the display range of the model space represents a part of the model space to be displayed by the window 26, and is described in parallel with the axis of the model coordinate system 17 by diagonal points representing a rectangular parallelepiped.

第10図は基本図形集合体情報のデータ項目を示したもの
であり、始めの1ワード目には次の基本図形集合体情報
へのポインターを管理している。内部名称、外部名称は
それぞれウインド制御情報と同じである。基本図形情報
へのポインターは基本図形集合体を構成する基本図形の
情報へのポインターであり、これを辿ることにより基本
図形集合体を構成する全ての基本図形の情報を得ること
ができる。
FIG. 10 shows the data items of the basic figure aggregate information, and the first 1st word manages the pointer to the next basic figure aggregate information. The internal name and external name are the same as the window control information. The pointer to the basic graphic information is a pointer to the information of the basic graphic forming the basic graphic aggregate, and by tracing the pointer, the information of all the basic graphic forming the basic graphic aggregate can be obtained.

第11図は基本図形情報のデータ項目を示したものであ
り、始めの3つの項目は前述と同様である。また、集合
体記述モード、移動量、回転量は前に説明したものであ
る。7項目の次の基本図形情報へのポインターは基本図
形集合体を構成する基本図形情報へのポインターであ
り、これを辿ることにより基本図形集合体を構成する総
ての基本図形情報を得ることができる。基本図形集合体
情報へのポインターは自基本図形の属する集合体を簡単
に識別できるように設けたものである。次の拘束基本図
形名称と構成面番号は当セルの基本図形の原点を拘束す
る面情報であり、拘束基本図形名称とは拘束面を持つ基
本図形の外部名称であり、構成面番号とは、その基本図
形の面番号である。次の基本図形形状パラメータのデー
タ量とは次につらなる基本図形形状パラメータのワード
数を示している。基本図形の形状パラメータは基本図形
を特徴づける寸法データである。
FIG. 11 shows the data items of the basic graphic information, and the first three items are the same as described above. Also, the aggregate description mode, the movement amount, and the rotation amount are as described above. The pointer to the next basic figure information of the seven items is a pointer to the basic figure information that constitutes the basic figure aggregate, and by tracing this, all basic figure information that constitutes the basic figure aggregate can be obtained. it can. The pointer to the basic figure aggregate information is provided so that the aggregate to which the basic figure belongs can be easily identified. The following constrained basic figure name and constituent surface number are the surface information that constrains the origin of the basic figure of this cell, the constrained basic figure name is the external name of the basic figure having the constrained surface, and the constituent surface number is The surface number of the basic figure. The data amount of the next basic figure shape parameter indicates the number of words of the next basic figure shape parameter. The shape parameter of the basic figure is dimension data that characterizes the basic figure.

次に図形表示装置2で取り扱える基本図形14について第
12図〜第17図で説明する。基本図形14は(i)線分要
素、(ii)平面要素(iii)曲面要素、(iv)立体要素
の4つに分類できる。第12図は線分要素を示したもので
あり、基本図形14としては点、直線分、円/円弧、だ円
/だ円弧および自由曲線が定義でき、その基本図形を記
述する幾何情報も同時に示している。幾何情報としては
形状を記述する形状パラメータおよび形状を識別するた
めの基本図形タイプがあり、第11図の基本図形情報セル
の基本図形形状パラメータの部分で管理される。点はプ
リミテイブ座標系18の原点に生成され、形状パラメータ
はない。直線分は線分長で記述され、プリミテイブ座標
系18のx軸上に生成される。円/円弧は半径Rとx軸か
らの角度θで記述される。だ円/だ円弧も同様に長径
A、短径B,角度θで記述される。自由曲線は滑らかに接
続された複数個のセグメントから構成されるものとし、
一つのセグメントは三次のベツエ曲線で表現するものと
した。三次のベツエ曲線R(t)(tは補助変数であ
り、0t1)は第13図に示すようにP1,P2,P3,P4
制御点とすれば R(t)=(1−t)3P1+3(1−t)2tP2 +(1−t)t2P3+t3P4 と表わせる。この曲線は (i) 始点,終点で接線方向がそれぞれ▲
▼,▲▼に一致する。
Next, regarding the basic graphic 14 that can be handled by the graphic display device 2,
This will be described with reference to FIGS. 12 to 17. The basic figure 14 can be classified into four (i) line segment elements, (ii) plane elements (iii) curved surface elements, and (iv) three-dimensional elements. FIG. 12 shows the line segment elements. As the basic figure 14, points, straight lines, circles / arcs, ellipses / ellipses and free curves can be defined, and the geometric information describing the basic figure is also shown. Shows. The geometric information includes shape parameters for describing the shape and basic figure types for identifying the shape, which are managed in the basic figure shape parameter portion of the basic figure information cell in FIG. The point is generated at the origin of the primitive coordinate system 18 and has no shape parameter. The straight line segment is described by the line segment length and is generated on the x axis of the primitive coordinate system 18. A circle / arc is described by a radius R and an angle θ from the x-axis. The ellipse / ellipse is similarly described by the major axis A, the minor axis B, and the angle θ. The free-form curve shall consist of multiple smoothly connected segments,
One segment is represented by a cubic Bezier curve. A cubic Bezier curve R (t) (t is an auxiliary variable, 0t1) is R (t) = (1 when P 1 , P 2 , P 3 , P 4 are control points, as shown in FIG. -t) 3 P 1 +3 (1 -t) 2 tP 2 + (1-t) t 2 P 3 + t 3 P 4 and expressed. This curve is (i) the tangent direction at the start and end points is ▲
Matches ▼ and ▲ ▼.

(ii) t=0,t=1ではそれぞれP1,P4を通る。(Ii) t = 0, t = the 1 respectively through the P 1, P 4.

(iii) R(t)で表現される曲線は制御点の凸多角
形内(第13図の斜線部分)に含まれる。
(Iii) The curve represented by R (t) is included within the convex polygon of the control point (hatched portion in FIG. 13).

(iv) 制御点を移動することにより任意の曲線が生成
できる。
(Iv) An arbitrary curve can be generated by moving the control point.

などの特徴があり、計算機による図形処理に適した性質
を持つている。
It has characteristics such as, and has a property suitable for graphic processing by a computer.

また、第12図ではローカル座標系(モデル空間16内で自
由に生成することができる)も1つの基本図形として取
扱う。形状パラメータは各軸の長さA,B,Cである。ロー
カル座標系は図形の配置に用いるものであり、プリミテ
イブ座標系またはモデル座標系のいづれかと一致させる
が,これに関しては後で詳しく説明する。
Further, in FIG. 12, the local coordinate system (which can be freely generated in the model space 16) is also treated as one basic figure. The shape parameters are the lengths A, B, and C of each axis. The local coordinate system is used for arranging figures, and is made to coincide with either the primitive coordinate system or the model coordinate system, which will be described in detail later.

第14図は平面要素を示したもので、平行四辺形,円,だ
円,正多角形および自由曲線で囲まれた任意形状が定義
できる。この要素は第14図の斜線部分で示すように平面
上の領域を記述するものであり、プリミテイブ座標系の
xy平面内に生成される。平行四辺形は幅A,高さB,角度
θ,オプシヨンIOPTからなる形状パラメータで記述され
る。オプシヨンとは平面の法線方向を変更するものであ
り、 IOPT=1: 基本図形を生成した状態であり平面の法線方向はプリミ
テイブ座標系のz軸の正方向に一致 IOPT=−1: 平面の法線方向はz軸の負の方向に一致 を示している。円は半径R,回転角θ,オプシヨンにより
記述される。だ円は長径A,短径B,角度θ,オプシヨンで
記述する。正多角形は外接半径R,分割数N,オプシヨンで
記述する。また、任意形状は線分要素で定義された形状
の閉ループで記述する。具体的に形状パラメータは閉ル
ープを構成する線分要素の数N,線分要素の名称Ai(i=
1〜N),オプシヨンから成る。閉ループの方向は第14
図において、線分要素を始点から終点へ進むとき、その
左側が平面要素の領域になるように定義する。
Fig. 14 shows the plane elements, and parallelograms, circles, ellipses, regular polygons and arbitrary shapes surrounded by free-form curves can be defined. This element describes the area on the plane as shown by the shaded area in Fig.14.
It is generated in the xy plane. A parallelogram is described by a shape parameter consisting of width A, height B, angle θ, and option IOPT. The option is to change the normal direction of the plane. IOPT = 1: The basic figure is generated. The normal direction of the plane matches the positive direction of the z axis of the primitive coordinate system. IOPT = −1: Plane The normal direction of is in agreement with the negative direction of the z-axis. A circle is described by radius R, rotation angle θ, and option. The ellipse is described by major axis A, minor axis B, angle θ, and option. A regular polygon is described by the circumscribed radius R, the division number N, and the option. An arbitrary shape is described by a closed loop of the shape defined by the line segment element. Specifically, the shape parameter is the number N of line segment elements forming the closed loop, and the name of the line segment element A i (i =
1 to N), an option. Closed loop direction is 14th
In the figure, when the line segment element advances from the start point to the end point, the left side thereof is defined as the area of the plane element.

第15図は曲面要素について示したものであり、機械構造
物でよく現われる基本図形である。基本図形としては円
筒面,円錐面,球面,トーラス面,自由曲面を取り扱え
るものとした。円筒面は基本図形タイプは31であり、形
状パラメータとしては半径(R),高さ(H),オプシ
ヨン(IOPT)からなり形状を記述する。オプシヨンは面
の表裏を示し、前述の平面要素の場合と同じである。円
錐面は基本図形タイプは32であり、半径1(R1),半径
2(R2),高さ(H),偏心量(D),オプシヨン(IO
PT)からなる形状パラメータで記述される。偏心量Dは
偏心円錐面を表わすための量であり、プリミテイブ座標
系のx軸座標で示すものとした。球面は基本図形タイプ
は33であり、形状パラメータは半径(R),カツト量
(D),オプシヨン(IOPT)から成る。カツト量(Dだ
けはプリミテイブ座標系のz軸上の座標値で表わす(−
R≦D<R)。トーラス面は基本図形タイプが34であ
り、大径(Rl),小径(Rs),角度(θ),オプシヨン
(IOPT)からなる形状パラメータで記述される。角度は
トーラス面の定義領域を示す量である。自由曲面は基本
図形タイプは35であり、自由曲面形状は滑らかに接続さ
れた複数個の三次のベツエ曲面S(u,v)(u,vは補助変
数であり、0u,v1)で表現するものとした。第16
図は三次のベツエ曲面を示したもので、P00,P01,……,P
33を制御点とすれば、 S(u,v)=((1−u)33(1−u) u3(1−u)u2u3)・ と表わせる。この曲面はベツエ曲線と同じ性質を備えて
おり、計算機による図形処理に適している。自由曲面の
形状パラメータとしてはu方向、v方向のベツエ曲面の
数(パツチ数Nu,Nv)とNu×Nvに対応するパツチ制御点
(P1〜P16)、オプシヨン(IOPT)から成る。
FIG. 15 shows a curved surface element, which is a basic figure that often appears in mechanical structures. As the basic figure, it is possible to handle a cylindrical surface, a conical surface, a spherical surface, a torus surface, and a free-form surface. The basic figure type of the cylindrical surface is 31, and the shape is described by the shape parameters consisting of radius (R), height (H), and option (IOPT). The option indicates the front and back of the surface, and is the same as in the case of the planar element described above. The basic shape type of the conical surface is 32, and the radius is 1 (R 1 ), the radius is 2 (R 2 ), the height (H), the eccentricity (D), and the option (IO
PT) is used as the shape parameter. The eccentricity amount D is an amount for representing the eccentric conical surface, and is shown by the x-axis coordinate of the primitive coordinate system. The sphere has a basic figure type of 33, and the shape parameters include a radius (R), a cut amount (D), and an option (IOPT). Cut amount (Only D is represented by the coordinate value on the z axis of the primitive coordinate system (-
R ≦ D <R). The torus surface has a basic figure type of 34 and is described by shape parameters including a large diameter (R l ), a small diameter (R s ), an angle (θ), and an option (IOPT). The angle is a quantity indicating the defined area of the torus surface. The free-form surface has a basic figure type of 35, and the free-form surface shape is expressed by a plurality of smoothly connected cubic Bezier surfaces S (u, v) (u, v are auxiliary variables, 0u, v1). I decided. 16th
The figure shows the cubic Bezier surface, which is P 00 , P 01 , ......, P
If the 33 control points, S (u, v) = ((1-u) 3 3 (1-u) 2 u3 (1-u) u 2 u 3) · Can be expressed as This curved surface has the same properties as the Bezier curve and is suitable for graphic processing by a computer. As the shape parameters of the free-form surface, the number of Bezier surfaces in the u and v directions (the number of patches N u , N v ), the patch control points (P 1 to P 16 ) corresponding to N u × N v, and the option (IOPT) Consists of.

次に立体要素について説明する。立体要素とは面によつ
て囲まれた三次元の部分空間であり、三次元上の一点P
が与えられたとき、点Pが部分空間に含まれるか否か判
定できるものである。第17図は本実施例における立体要
素を示したものであり、直方体,円柱,円錐,球,トー
ラス,柱体,錐体,回転体,任意立体などを用意した。
直方体,円柱,円錐,球,トーラスは柱体,錯体,回転
体の特殊なケースして考えられることができるが、機械
構造物でよく現われる形状であり、データの少量化のた
め用意するものとした。直方体は基本図形タイプが41で
あり、幅(A),奥行(B),高さ(C),オプシヨン
(IOPT)からなる形状パラメータで記述される。オプシ
ヨンは立体要素を構成する面の表裏を反転するものであ
り、前述の平面要素の場合と同じである。円柱,円錐,
球,トーラスはそれぞれ面要素の場合の形状パラメータ
と同じであり、基本図形タイプはそれぞれ42,43,44,45
である。柱体は基本図形タイプ46であり、プリミテイブ
座標系のxy平面内に含まれる線分要素の数(N)とNに
対応する線分要素の名称(Ai,i=1〜N)および高さ
(H),オプシヨン(IOPT)からなる形状パラメータで
記述される。線分要素の名称とは第10図の基本図形集合
体の内部名称または、第11図の基本図形の内部名称であ
る。錐体は基本図形タイプが47であり、形状パラメータ
は線分要素の数(N),線分要素の名称(Ai,i=1〜
N)、錯体の収束点(P),高さ(H),オプシヨン
(IOPT)から成る。回転体も同様に基本図形タイプは48
であり、プリミテイブ座標系のxy平面上にある線分要素
の数(N),線分要素の名称(Ai,i=1〜N),回転角
(θ,0゜θ360゜),オプシヨン(IOPT)からなる
形状パラメータで記述される。柱体,錐体,回転体に共
通していることであるが、プリミテイブ座標系のxy平面
内に記述される図形は第14図の平面要素の場合同じよう
に記述されるものとして取り扱う。任意立体は基本図形
タイプが49であり、面によつて閉じられた形状として取
り扱う。形状パラメータとしては面の数(N),面の名
称(Ai,i=1〜N),オプシヨン(IOPT)から成る。面
の名称とは第10図の基本図形集合体の内部名称または第
11図の基本図形の内部名称を表わしている。
Next, the three-dimensional element will be described. A three-dimensional element is a three-dimensional subspace surrounded by a surface, and a point P on the three-dimensional space.
Is given, it can be determined whether or not the point P is included in the subspace. FIG. 17 shows three-dimensional elements in this example, and a rectangular parallelepiped, a cylinder, a cone, a sphere, a torus, a column, a cone, a rotating body, an arbitrary solid, and the like were prepared.
A rectangular parallelepiped, a cylinder, a cone, a sphere, and a torus can be thought of as special cases of a cylinder, a complex, and a rotating body, but they are shapes that often appear in mechanical structures and should be prepared to reduce the amount of data. did. The rectangular parallelepiped has a basic figure type of 41 and is described by a shape parameter including a width (A), a depth (B), a height (C), and an option (IOPT). The option is to invert the front and back of the surfaces forming the three-dimensional element, and is the same as the case of the above-mentioned two-dimensional element. Cylinder, cone,
The sphere and torus are the same as the shape parameters for surface elements, and the basic figure types are 42,43,44,45 respectively.
Is. The column is a basic figure type 46, and the number (N) of line segment elements included in the xy plane of the primitive coordinate system and the name (A i , i = 1 to N) of the line segment element corresponding to N and the height (H) and option (IOPT). The name of the line segment element is the internal name of the basic figure aggregate in FIG. 10 or the internal name of the basic figure in FIG. The cone has a basic figure type of 47, and the shape parameters are the number of line segment elements (N) and the name of the line segment elements (A i , i = 1 to 1).
N), the convergence point (P) of the complex, the height (H), and the option (IOPT). Similarly for the rotating body, the basic figure type is 48
And the number of line segment elements (N) on the xy plane of the primitive coordinate system, the names of the line segment elements (A i , i = 1 to N), the rotation angle (θ, 0 ° θ360 °), and the option ( IOPT) is used as the shape parameter. Although it is common to columns, cones, and rotating bodies, figures described in the xy plane of the primitive coordinate system are treated as if they were described in the same way in the case of the plane element in FIG. An arbitrary solid has a basic figure type of 49 and is treated as a shape closed by a surface. The shape parameter includes the number of surfaces (N), the name of the surface (A i , i = 1 to N), and the option (IOPT). The name of the face is the internal name of the basic figure aggregate in Fig. 10 or
The internal names of the basic figures in Fig. 11 are shown.

次に、基体図形14の移動・回転の方式について第18図に
より説明する。第18図はグラフイツクデイスプレイ12の
画面を4分割している状態を示したもので、分割画面30
にはモデル空間16の平面図、分割画面31にはモデル空間
16の正面図、分割画面32にはモデル空間16の側図面を三
角法で表示し、分割画面33にはモデル空間16の立体図を
表示しているところを示している。これらのビユー情報
は第9図に示したデータ構造により管理される。設計者
1はこのような複数のビユー情報を利用して図形の生
成、配置を行う。次に図形の生成、配置について具体的
に説明する。設計者1はフアンクシヨンキー7により必
要なコマンドを入力する。たとえば、円柱を生成するコ
マンドを入力したものとして説明する。円柱を生成する
に必要なパラメータは半径、高さであり、これらの情報
を図形表示装置2が要求する。具体的にはグラフイツク
デイスプレイ12上にガイダンスを出力する。設計者1は
要求に従い、必要なパラメータ:半径、高さを入力す
る。半径、高さを省略すると、図形表示装置2内で自動
的にデフオルト値を設定する。入力が済むと図形情報が
図形表示装置2で管理されると同時に作画データが作成
されグラフイツクデイスプレイ12上に表示される。この
場合、ビユー情報に従い表示される。例えば第18図の場
合には4つのビユーに対する円柱の作画データが作成さ
れ、各分割画面に表示される。設計者1はグラフイツク
デイスプレイ画面に表示された結果を確認して次の操作
に移る。次に図形表示装置2内に生成された円柱をモデ
ル空間16内で移動する方法について説明する設計者1は
フアンクシヨンキー7より移動コマンドを入力する。移
動コマンドが図形表示装置2に入力されると、図形表示
装置2はどの図形を移動したいのか、の問い合せを行な
う。設計者1は移動させたい図形をスタイラスペン6で
指示する。グラフイツクデイスプレイ12は画面を分割し
て使つているが、どの画面でも指示できる。円柱の場合
には円柱の表示形状をスタイラスペン6で選択する。設
計者1は次にその円柱を移動させたい場所を4つの分割
画面を用いてスタイラスペン6で指示する。たとえば、
分割画面30内でスタイラスペン6を移動させると、その
移動点と円柱のプリミテイブ座標系の原点が一致するよ
うに円柱の基準点を図形表示装置2内で自動的に更新す
ると同時にその状態の作画データを作り直し、グラフイ
ツクデイスプレイ12に表示し直す。グラフイツクデイス
プレイ12の画面は4分割されており、それぞれ分割画面
で円柱の移動が確認できる。この移動操作はスタイラス
ペン6がペンアツプの状態にならない、もしくは、分割
画面外にはみださない限り続けられ、動的な配置が行え
る。分割画面30内でスタイラスペン6を動かすとすれば
円柱の基準点のうち、X,Yの値が動的に変更される。分
割画面31内でスタイラスペン6を動かすとすれば、円柱
の基準点X,Zの座標値が動的に変更され、分割画面32で
は同様にY,Zの座標値が動的に変更される。また、分割
画内でスタイラスペン6を動かした場合には、円柱のプ
リミテイブ座標系の原点を通り、分割画の垂直方向ベク
トル(視線方向ベクトル)を法線とする平面内で移動で
きるものとした。これらの方式により図形をモデル空間
の任意の位置に配置できる。以上の配置方式では、スタ
イラスペン6で検出座標値は区切れのよい値ではない。
そこで、スタイラスペン6で検出した座標値を丸める方
法を用意した。第19図はスタイラスペン6で検出した座
標値を丸める方法を説明したものであり、分割画面31に
格子を表示し、スタイラスペン6で検出した座標値に一
番近い格子点34を決め、スタイラスペン6での座標値と
して用いた。この格子の間隔は設計者1が自由に指定す
ることができる。
Next, a method of moving / rotating the substrate graphic 14 will be described with reference to FIG. Fig. 18 shows the screen of the graphic display 12 divided into four parts.
Is the plan view of the model space 16 and the split screen 31 is the model space
16 shows a front view of 16, a side view of the model space 16 is displayed on the split screen 32 by trigonometry, and a three-dimensional view of the model space 16 is displayed on the split screen 33. The view information is managed by the data structure shown in FIG. The designer 1 utilizes such plural pieces of view information to generate and arrange a figure. Next, the generation and arrangement of graphics will be specifically described. The designer 1 inputs a necessary command using the function key 7. For example, description will be made assuming that a command for generating a cylinder is input. Parameters required to generate a cylinder are a radius and a height, and the graphic display device 2 requests these pieces of information. Specifically, the guidance is output on the graphic display 12. The designer 1 inputs necessary parameters: radius and height according to the request. If the radius and height are omitted, the default value is automatically set in the graphic display device 2. When the input is completed, the graphic information is managed by the graphic display device 2 and at the same time, the drawing data is created and displayed on the graphic display 12. In this case, it is displayed according to the view information. For example, in the case of FIG. 18, cylinder drawing data for four views is created and displayed on each split screen. The designer 1 confirms the result displayed on the graphic display screen and moves to the next operation. Next, the designer 1 for explaining the method of moving the cylinder generated in the graphic display device 2 in the model space 16 inputs a movement command from the function key 7. When the move command is input to the graphic display device 2, the graphic display device 2 inquires which graphic to move. The designer 1 uses the stylus pen 6 to specify the figure to be moved. The graphic display 12 is used by dividing the screen, but you can specify on any screen. In the case of a cylinder, the stylus pen 6 is used to select the display shape of the cylinder. The designer 1 then uses the stylus pen 6 to indicate the place where the cylinder is to be moved, using the four split screens. For example,
When the stylus pen 6 is moved in the split screen 30, the reference point of the cylinder is automatically updated in the graphic display device 2 so that the movement point and the origin of the primitive coordinate system of the cylinder coincide with each other, and at the same time the drawing of that state is performed. Recreate the data and redisplay it on Graphite Display 12. The screen of the graphic display 12 is divided into four parts, and the movement of the cylinder can be confirmed on each divided screen. This moving operation is continued unless the stylus pen 6 is in the pen-up state or it is not projected outside the split screen, and dynamic placement can be performed. If the stylus pen 6 is moved within the split screen 30, the X and Y values among the reference points of the cylinder are dynamically changed. If the stylus pen 6 is moved in the split screen 31, the coordinate values of the reference points X and Z of the cylinder are dynamically changed, and in the split screen 32, the Y and Z coordinate values are also dynamically changed. . Also, when the stylus pen 6 is moved within the divided image, it is assumed that the stylus pen 6 can be moved within a plane passing through the origin of the primitive coordinate system of the cylinder and having the vertical direction vector (line-of-sight vector) of the divided image as a normal line. . By these methods, the figure can be placed at any position in the model space. In the arrangement method described above, the coordinate values detected by the stylus pen 6 are not well separated.
Therefore, a method of rounding the coordinate values detected by the stylus pen 6 was prepared. FIG. 19 illustrates a method of rounding the coordinate values detected by the stylus pen 6, displaying a grid on the split screen 31, determining the grid point 34 closest to the coordinate value detected by the stylus pen 6, and stylus. It was used as the coordinate value with pen 6. The distance between the lattices can be freely designated by the designer 1.

次に図形の回転操作について第20図により説明する。第
20図は第18図の分割画面33を拡大したところを示してい
る。スタイラスペン6は分割画面33内の座標点35の位置
にあるものとすれば、座標点35と分画画面33の中心とを
結ぶ線分36と画面の水平軸37とのなす角度38を求めるこ
とができる。この角度38をθとし、分割画面33に垂直な
ベクトル39を(l,m,n)とすれば分割画面33を用いて図
形を回転させるときの座標変換マトリツクス〔F〕は ただし、 a11=COSθ+(1−COSθ)・l・l a12=−n・Sinθ+(1−COSθ)・l・m a13=m・Sinθ+(1−COSθ)・l・n a21=n・Sinθ+(1−COSθ)・l・m a22=COSθ+(1−COSθ)・m・m a28=−l・Sinθ+(1−COSθ)・m・n a31=−m・Sinθ+(1−COSθ)・l・n a32=l・Sinθ+(1−COSθ)・m・n a33=COSθ+(1−COSθ)・n・m と求めることができる。この回転操作では図形の基準と
なる座標変換マトリツクスに対して(2)式の座標変換
マトリツクスを作用させる。スタイラスペン6がペンア
ツプの状態になつていない場合、もしくは、分割画面外
にはみ出さない限り座標変換マトリツクス更新が行われ
ると同時に各分割画面の作画データも変更され、動的な
回転が行える。このとき、スタイラスペン6が分割画面
の中心に極端に近い場合は、角度38の計算に誤差が伴う
ので回転操作の対象外として処理する。また、移動操作
の場合と同様に区切れのよい回転角を得たい場合があ
る。このような場合には、第21図に示すような放射線状
の格子を表示し、一番角度の近い格子より角度を計算す
るものとした。
Next, the operation of rotating a figure will be described with reference to FIG. First
FIG. 20 shows an enlarged view of the split screen 33 of FIG. Assuming that the stylus pen 6 is located at the coordinate point 35 in the split screen 33, the angle 38 formed by the line segment 36 connecting the coordinate point 35 and the center of the segmented screen 33 and the horizontal axis 37 of the screen is obtained. be able to. If this angle 38 is θ and the vector 39 perpendicular to the split screen 33 is (l, m, n), the coordinate transformation matrix [F] when the figure is rotated using the split screen 33 is However, a 11 = COSθ + (1-COSθ) · l·l a 12 = −n · Sinθ + (1-COSθ) · l · ma 13 = m · Sinθ + (1-COSθ) · l · n a 21 = n・ Sinθ + (1-COSθ) ・ l ・ ma 22 = COSθ + (1-COSθ) ・ m ・ ma 28 = −l ・ Sinθ + (1-COSθ) ・ m ・ n a 31 = −m ・ Sinθ + (1- COS θ) · l · n a 32 = l · Sin θ + (1-COS θ) · m · n a 33 = COS θ + (1-COS θ) · n · m. In this rotation operation, the coordinate transformation matrix of the formula (2) is applied to the coordinate transformation matrix which is the reference of the figure. If the stylus pen 6 is not in the pen-up state or if it does not extend to the outside of the split screen, the coordinate conversion matrix is updated and at the same time the drawing data of each split screen is changed to enable dynamic rotation. At this time, when the stylus pen 6 is extremely close to the center of the split screen, an error is involved in the calculation of the angle 38, and therefore the rotation operation is excluded from the target. Further, as in the case of the moving operation, there are cases where it is desired to obtain a rotation angle with good division. In such a case, a radial grid as shown in FIG. 21 is displayed and the angle is calculated from the grid with the closest angle.

図形の配置では図形と図形を重ねるとか図形と他の図形
の構成面の上に乗せたい場合がある。次にこれらのニー
ズを満すための方法について説明する。第22図(A)は
直方体40の上にローカル座標系41が乗つている所を示し
たものであり、ローカル座標系41を平面42の上でのみ移
動、回転操作を行う。ローカル座標系41も1つの基本図
形と考え、拘束条件を定義できるものとした。拘束条件
として指定できる面は平面、円筒面、円錐面、球面、ト
ーラス面である。面上の回転は前述の方法をそのまま適
用する、また、面の上に配置する方式では面の法線方向
を取り出したい場合が多い。そこで、ローカル座標系41
のz′軸を法線方向に一致させる配置と、モデル空間16
の各軸に一致する配置とを用意した。次に面上での移動
操作について説明する。基本的には前述の操作と同様で
あるが、面上に乗るという拘束を考える必要がある。第
22図(A)は平面42上にローカル座標系41が拘束されて
いる状態を示している。平面44は対象としている分割画
面に平行な平面で、ローカル座標系41の中心0′を通る
平面であり、ビユーベクトル43に垂直な平面である。前
述のように移動操作では図形(ローカル座標系41)は平
面44内で移動できる方式であつたが、この場合には直方
体40の平面42上で移動できなければならない。このこと
は平面42と平面44との交線45上を移動するものと考え
る。スタイラスペン6で指定された座標点46に対応する
ローカル座標系の移動位置は、座標点46から平面42への
垂線の足47である。この垂直の足47は2つの平面の交線
45上に乗つている。平面42に対する拘束がある場合には
以上のような方法により移動位置を決め管理情報である
移動量を変更すると同時に、作画データを作り直し、各
分割画面に表示することにより動的な配置を行う。以上
は拘束条件が平面の場合であつたが、円筒面、円錐面、
球面、トーラス面の場合には若干、移動位置を求める方
法は異なつている。これに関して第22図(B)を用いて
説明する。第22図(B)は第22図(A)とほとんど同じ
であり、ローカル座標系41が球面49上に拘束されている
状態を示している。ローカル座標系41が移動可能な部分
は、平面44と球面49との交線45上である。スタイラスペ
ン6で指定された座標点46に対応するローカル座標系41
の移動位置は、座標点46から球面への垂線50を平面44に
投影した線分51と球面49との交点47である。交点47は平
面44と球面49との光線45上にある。以上は球面について
の説明であるが、円筒面、円錐面、トーラス面について
も同様な垂線を求めることができる。また、垂線を平面
44に投影した線分と円筒面、円錐面、球面との交点は容
易に求めることができる。直線分の方程式は と表わせ、円筒面、円錐面、球面の2次曲面は一般に、 ax2+by2+cz2+dxy+eyz +fzx+gx+hy+iz+j=0 …(4) と表わせる。(3)式を(4)式に代入すれば、補助変
数tに関する2次式を得て容易に解くことができる。ま
た、トーラス面の場合には(4)式は4次式になり
(3)式を代入すればtに関する4次式が得られ、これ
も代数的に解くことができる。そして目的の位置が決め
られた時点で、ローカル座標を他の基本図形に置き換え
ることで、図形と図形を重ねたり、他の図形の構成面上
に乗せることができる。
When arranging figures, there is a case where the figures are desired to be overlapped with each other or to be placed on the constituent surfaces of the figures and other figures. Next, a method for satisfying these needs will be described. FIG. 22 (A) shows that the local coordinate system 41 is on the rectangular parallelepiped 40, and the local coordinate system 41 is moved and rotated only on the plane 42. The local coordinate system 41 is also considered as one basic figure, and the constraint condition can be defined. Surfaces that can be specified as the constraint condition are a flat surface, a cylindrical surface, a conical surface, a spherical surface, and a torus surface. For the rotation on the surface, the aforementioned method is applied as it is, and in the method of arranging on the surface, it is often desired to take out the normal direction of the surface. Therefore, the local coordinate system 41
And the model space 16
And an arrangement corresponding to each axis of. Next, the movement operation on the surface will be described. Basically, it is the same as the above operation, but it is necessary to consider the constraint of riding on the surface. First
FIG. 22A shows a state where the local coordinate system 41 is constrained on the plane 42. The plane 44 is a plane parallel to the target divided screen, a plane passing through the center 0 ′ of the local coordinate system 41, and a plane perpendicular to the view vector 43. As described above, in the moving operation, the figure (local coordinate system 41) can be moved on the plane 44, but in this case, it must be able to move on the plane 42 of the rectangular parallelepiped 40. It is considered that this moves on the intersection line 45 between the plane 42 and the plane 44. The movement position of the local coordinate system corresponding to the coordinate point 46 designated by the stylus pen 6 is the foot 47 of the perpendicular line from the coordinate point 46 to the plane 42. This vertical foot 47 is the intersection of the two planes
I'm on the 45. When there is a constraint on the plane 42, the movement position is decided by the above-mentioned method and the movement amount which is the management information is changed, and at the same time, the drawing data is recreated and displayed on each divided screen to perform the dynamic arrangement. The above is the case where the constraint condition is a plane, but a cylindrical surface, a conical surface,
In the case of a spherical surface or a torus surface, the method of obtaining the moving position is slightly different. This will be described with reference to FIG. 22 (B) is almost the same as FIG. 22 (A), and shows a state in which the local coordinate system 41 is constrained on the spherical surface 49. The movable portion of the local coordinate system 41 is on the line of intersection 45 between the plane 44 and the spherical surface 49. Local coordinate system 41 corresponding to the coordinate point 46 specified by the stylus pen 6
The moving position of is the intersection 47 of the line segment 51 obtained by projecting the perpendicular 50 from the coordinate point 46 to the spherical surface on the plane 44 and the spherical surface 49. The intersection 47 lies on the ray 45 of the plane 44 and the sphere 49. Although the above is the description of the spherical surface, similar perpendicular lines can be obtained for the cylindrical surface, the conical surface, and the torus surface. In addition, the vertical line
The intersection of the line segment projected on 44 and the cylindrical surface, conical surface, or spherical surface can be easily obtained. The straight line equation is In general, the quadric surface of a cylindrical surface, a conical surface, or a spherical surface can be expressed as ax 2 + by 2 + cz 2 + dxy + eyz + fzx + gx + hy + iz + j = 0 (4). By substituting the equation (3) into the equation (4), a quadratic equation regarding the auxiliary variable t can be obtained and easily solved. Further, in the case of a torus surface, the equation (4) becomes a quartic equation, and by substituting the equation (3), a quartic equation regarding t can be obtained, which can also be solved algebraically. Then, when the target position is determined, the local coordinates are replaced with another basic figure, so that the figures can be overlapped with each other or placed on the constituent surface of another figure.

以上の実施例により、任意の分割画面を利用することに
より、図形の移動、回転操作により、図形を任意の位置
・姿勢に配置することができ、機械構造物の3次元的な
設計が容易となる。また、図形の配置では平面、2次曲
面、トーラス面上での配置が行え、部品などの取り付け
を容易にシミユレーシヨンできる。
According to the above-described embodiment, by using an arbitrary split screen, it is possible to arrange the figure at an arbitrary position and posture by moving and rotating the figure, and to facilitate the three-dimensional design of the mechanical structure. Become. In addition, when arranging figures, they can be arranged on a flat surface, a quadric surface, or a torus surface, so that parts and the like can be easily attached.

また前述の実施例では、拘束条件としては2次曲面まで
の説明しか行わなかつたが、自由曲面と平面との相貫線
および任意の1点から相貫線への垂直の足を求めること
により自由曲面上の座標値および面の法線方向を求めら
れ図形の拘束に利用できる。また、第11図の構成面番号
を意味のないものとすれば、図形の拘束を基本図形全体
または基本図形集合体全体することができる。
Further, in the above-mentioned embodiment, only the quadric surface is explained as the constraint condition. However, by obtaining the penetration line between the free-form surface and the plane and the perpendicular foot from any one point to the penetration line. The coordinate values on the free-form surface and the normal direction of the surface can be obtained and can be used to constrain the figure. Further, if the constituent surface numbers in FIG. 11 are meaningless, it is possible to restrict the figure to the entire basic figure or the entire basic figure group.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、画面を見ながらスタイラスペン等によ
り基本図形を移動して3次元図形を形成できるので、操
作性の向上が図られるものである。
According to the present invention, a basic figure can be moved with a stylus pen or the like while looking at the screen to form a three-dimensional figure, so that operability is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は計算機を利用した対話システムの説明図であ
る。第2図は機械構造物を構成している基本図形につい
ての説明図である。第3図は3次元空間内に基本図形を
配置するための座標系を示す説明図、第4図は基本図形
の集合体の説明図、第5図は基本図形の集合体記述モー
ドの説明図、第6図は集合体記述モードの具体的な説明
図、第7図はデイスプレイ画面に表示されるウインドと
の座標系についての説明図、第8図は図形表示装置内で
管理されるデータ構造の説明図、第9図はウインド制御
情報についての説明図、第10図は基本図形集合体情報に
ついての説明図、第11図は基本図形情報についての説明
図、第12図は基本図形のうち線分要素についての説明
図、第13図は自由曲線の説明図、第14図は基本図形のう
ち平面要素についての説明図、第15図は基本図形のうち
曲面要素についての説明図、第16図はベツエ曲面の説明
図、第17図は基本図形のうち立体要素についての説明
図、第18図は複数ウインドについての説明図、第19図は
格子点についての説明図、第20図は図形の回転について
の説明図、第21図は放射線状格子についての説明図、第
22図は面上での拘束方法についての説明図。 1……設計者、2……図形表示装置、3……ホスト計算
機、4……指令、5……タブレツト、6……スタイラス
ペン、7……フアンクシヨンキー、8……キーボード、
9……インターフエイス手段、10……アプリケーシヨン
プログラム、11……フアイル、12……グラフイツクデイ
スプレス、13……配管、14……基本図形、15……機器、
16……モデル空間、17……モデル座標系、18……プリミ
テイブ座標系、19……基本図形集合体、20……和集合モ
ード、21……差集合モード、22……積集合モード、23…
…配置モード、24……干渉チエツクモード、25……干渉
チエツク用形状、26……ウインド、27……表示座標系、
28……ウインド座標系、29……視線方向、30……分割画
面、31……分割画面、32……分割画面、33……分割画
面、34……格子点、35……座標点、36……線分、37……
水平軸、38……水平軸とのなす角度、39……ベクトル、
40……直方体、41……ローカル座標系、42……平面、43
……ビユーベクトル、44……平面、45……交線、46……
座標点、47……垂直の足、48……球面の中心、49……球
面。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a dialogue system using a computer. FIG. 2 is an explanatory diagram of basic figures forming a mechanical structure. FIG. 3 is an explanatory view showing a coordinate system for arranging basic figures in a three-dimensional space, FIG. 4 is an explanatory view of an assembly of basic figures, and FIG. 5 is an explanatory view of an assembly description mode of basic figures. , FIG. 6 is a concrete explanatory diagram of the aggregate description mode, FIG. 7 is an explanatory diagram of the coordinate system with the window displayed on the display screen, and FIG. 8 is a data structure managed in the graphic display device. , FIG. 9 is an explanatory view of window control information, FIG. 10 is an explanatory view of basic graphic aggregate information, FIG. 11 is an explanatory view of basic graphic information, and FIG. 12 is a basic graphic. 13 is an explanatory view of a line segment element, FIG. 13 is an explanatory view of a free curve, FIG. 14 is an explanatory view of a plane element of a basic figure, FIG. 15 is an explanatory view of a curved surface element of a basic figure, a 16 Figure is an explanatory view of Bezier curved surface, Figure 17 is about three-dimensional elements in basic figures FIG. 18, FIG. 18 is an explanatory view of a plurality of windows, FIG. 19 is an explanatory view of lattice points, FIG. 20 is an explanatory view of rotation of a figure, and FIG. 21 is an explanatory view of a radial lattice. First
Figure 22 is an explanatory view of the restraint method on the surface. 1 ... Designer, 2 ... Graphic display device, 3 ... Host computer, 4 ... Command, 5 ... Tablet, 6 ... Stylus pen, 7 ... Function key, 8 ... Keyboard,
9 ... Interface means, 10 ... Application program, 11 ... File, 12 ... Graphic disk press, 13 ... Piping, 14 ... Basic figure, 15 ... Equipment,
16 …… Model space, 17 …… Model coordinate system, 18 …… Primitive coordinate system, 19 …… Basic figure aggregate, 20 …… Union mode, 21 …… Differential set mode, 22 …… Intersection mode, 23 …
… Arrangement mode, 24 …… Interference check mode, 25 …… Shape for interference check, 26 …… Window, 27 …… Display coordinate system,
28 …… Wind coordinate system, 29 …… Line of sight, 30 …… Split screen, 31 …… Split screen, 32 …… Split screen, 33 …… Split screen, 34 …… Lattice point, 35 …… Coordinate point, 36 ...... Line segment, 37 ……
Horizontal axis, 38 …… Angle with horizontal axis, 39 …… Vector,
40 …… cuboid, 41 …… local coordinate system, 42 …… plane, 43
…… View vector, 44 …… plane, 45 …… intersection line, 46 ……
Coordinate point, 47 ... Vertical foot, 48 ... Center of sphere, 49 ... Sphere.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仁尾 都 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−186967(JP,A) 特開 昭59−154569(JP,A) 特開 昭57−66474(JP,A) 特開 昭60−163162(JP,A) 特開 昭60−186967(JP,A) 山口富士夫編著「CAD/CAM入門」 P.75〜77,P.189〜197,S57工業調査 会発行 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Miya Nio 4026 Kuji Town, Hitachi City, Hitachi, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP 60-186967 (JP, A) JP Sho 59 -154569 (JP, A) JP-A-57-66474 (JP, A) JP-A-60-163162 (JP, A) JP-A-60-186967 (JP, A) "Introduction to CAD / CAM" edited by Fujio Yamaguchi P . 75-77, p. 189-197, Published by S57 Industrial Research Committee

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】計算機と接続した表示装置に表示すべき3
次元形状を図形要素である複数の基本図形を用いて配置
表示を行う図形配置表示方法において、 前記複数の基本図形の中から前記3次元形状を構成する
所定の基本図形を表示し、前記所定の基本図形の特定面
を選択し、表示画面に平行で且つ前記所定の基本図形と
重ねるべき他の基本図形の座標原点を通る平面と前記特
定面との交線を求め、該交線上に前記他の基本図形を表
示し、前記表示画面上に入力された前記平面上の座標点
(46)から前記交線上へ下ろした垂線の足(47)を求め
ることによって前記他の基本図形の座標原点を前記交線
上の前記垂線の足(47)まで移動させ、基本図形を表示
装置に表示することを特徴とする図形配置表示方法。
1. A display device connected to a computer, which should be displayed 3
In a method for displaying and arranging a three-dimensional shape by using a plurality of basic figures that are graphic elements, a predetermined basic figure that constitutes the three-dimensional shape is displayed from among the plurality of basic figures, A specific plane of the basic figure is selected, an intersection line between the plane and the plane which is parallel to the display screen and passes through the coordinate origin of another basic figure to be overlapped with the predetermined basic figure is obtained, and the other line is placed on the intersection line. Is displayed, and the coordinate origin of the other basic figure is obtained by obtaining the foot (47) of the perpendicular line drawn from the coordinate point (46) on the plane input on the display screen to the intersection line. A method for displaying and arranging a graphic, characterized by moving to a foot (47) of the perpendicular on the intersection and displaying a basic graphic on a display device.
JP61004933A 1986-01-13 1986-01-16 Figure layout display method Expired - Fee Related JPH07113928B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61004933A JPH07113928B2 (en) 1986-01-16 1986-01-16 Figure layout display method
US07/002,225 US5003498A (en) 1986-01-13 1987-01-12 Graphic display method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61004933A JPH07113928B2 (en) 1986-01-16 1986-01-16 Figure layout display method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62164166A JPS62164166A (en) 1987-07-20
JPH07113928B2 true JPH07113928B2 (en) 1995-12-06

Family

ID=11597378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61004933A Expired - Fee Related JPH07113928B2 (en) 1986-01-13 1986-01-16 Figure layout display method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07113928B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02254492A (en) * 1989-03-29 1990-10-15 Okuma Mach Works Ltd Graphic display device
JP2853355B2 (en) * 1991-03-14 1999-02-03 三菱電機株式会社 3D graphic data generator
JP4319156B2 (en) 2005-03-02 2009-08-26 任天堂株式会社 Information processing program and information processing apparatus
JP4845054B2 (en) * 2008-02-19 2011-12-28 シャープ株式会社 Information processing apparatus, information processing method, program, and computer-readable recording medium recording the program

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5766474A (en) * 1980-10-13 1982-04-22 Hitachi Ltd Figure display unit
JPS59154569A (en) * 1983-02-24 1984-09-03 Yokogawa Hokushin Electric Corp Three-dimensional display device
JPS60186967A (en) * 1984-03-05 1985-09-24 Fanuc Ltd Image display method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
山口富士夫編著「CAD/CAM入門」P.75〜77,P.189〜197,S57工業調査会発行

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62164166A (en) 1987-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5003498A (en) Graphic display method
Bier Snap-dragging in three dimensions
Hummel et al. PEANUT: Computer graphics program to represent atomic displacement parameters
Hinds et al. Interactive garment design
US5371845A (en) Technique for providing improved user feedback in an interactive drawing system
JP2001250130A (en) Three-dimensional CAD system and recording medium therefor
JPH077426B2 (en) Shape design method or shape prediction method
Bin Inputting constructive solid geometry representations directly from 2D orthographic engineering drawings
JPH0327949B2 (en)
US20100034485A1 (en) Computer vision system and language
CN109344459A (en) A kind of visual modeling of Monte-Carlo code and conversion method and system
Nyemba Computer aided design: Engineering design and modeling using AutoCAD
JPH07113928B2 (en) Figure layout display method
Tian 3D Modeling and Digital Preservation of Ancient Architectures Based on AutoCAD and 3DMAX.
Kalay Worldview: An integrated geometric-modeling/drafting system
Sivaloganathan Sketching input for computer aided engineering
JP2025064960A (en) Wrapping two-dimensional (2D) sketches onto three-dimensional (3D) models
JPH08123835A (en) Shape design support device
US6392648B1 (en) Three dimensional graphical display generating system and method
JPS62162173A (en) Graphic display method
Gan Spherical algorithms for setup orientations of workpieces with sculptured surfaces
Li et al. 3D reconstruction and simulating assembly of ancient Chinese timber-structure building
Allison et al. The three-dimensional graphical input method for architecture
Wang Robust Geometry Kernel and UI for Handling Non-orientable 2-Mainfolds
Quinn Accurate verification of five-axis numerically controlled machining

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees