JPH1031757A - 図形処理装置および要素間最短距離算出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オペレータが必要とする面と面の最短距離あ
るいは面とエッジの最短距離を求めることができる図形
処理装置および要素間最短距離算出方法を提供する。 【解決手段】 図形処理装置は、入力装置１１、記憶装
置１２、中央処理装置１３および表示装置１４を有す
る。表示装置１４に表示された３次元図形の投影方向が
座標軸６３の方向（円筒面の方向ベクトルと同じ方向）
に指示された場合、中央処理装置１３は３次元図形を円
７１と点７２の２次元図形として投影する。投影された
２次元図形を基に２要素間の最短距離を算出する。中央
処理装置１３は投影された円７１と点７２の最短距離８
３と最短座標８４、８５を２次元の図形データから算出
する。算出された最短座標（２次元）を３次元座標に変
換する際、投影前の点のｚ座標を最短座標のｚ座標とす
る。表示装置１４には、「最短距離 ９０．００」と、
表示されている３次元図形上の最短座標に位置し視線方
向を方向ベクトルとする円９４、９７と、最短座標値
（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）と、最短
点を結ぶ線分９８とが表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、図形処理装置およ
び要素間最短距離算出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＡＤなどの図形処理装置では３
次元図形の要素間の最短距離を算出する場合、３次元図
形を構成するエッジ間で最短距離を算出していた。

【０００３】三次元図形が表示される際、本来面形状
（平面や円柱面など）をもつものでもその投影方向によ
っては、エッジ（線、円など）として表示されることが
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エッジを指定した最短距離の算出方法では、３次元図形
のエッジ間での最短距離の算出に限られるので、オペレ
ータが必要とするエッジによって代表される面と面の最
短距離、およびエッジによって代表される面とエッジの
最短距離を求めることができなかった。

【０００５】そこで、本発明はオペレータが必要とする
面と面の最短距離あるいは面とエッジの最短距離をオペ
レータが面のかわりにエッジを指定した場合でも求める
ことができる図形処理装置および要素間最短距離算出方
法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る図形処理装置は、３次元の
処理対象を表示する図形処理装置において処理対象要素
を選択する処理対象要素選択手段と、視線方向を投影方
向に設定する投影方向設定手段と、該設定された投影方
向に前記選択された処理対象要素の３次元要素を投影す
る投影手段と、該投影された２要素間の最短距離を算出
する最短距離算出手段と、該算出された最短距離を表示
する表示手段とを備えたことを特徴とする。

【０００７】請求項２に係る図形処理装置は、３次元の
処理対象を表示する図形処理装置において、投影方向の
設定方法を記憶する記憶手段と、該記憶された投影方向
の設定方法を参照する設定方法参照手段と、該参照され
た投影方向の設定方法に基づき、投影方向を指示する指
示手段と、前記参照された投影方向の設定方法に基づ
き、視線方向を投影方向に設定する設定手段と、前記指
示または設定された投影方向に前記処理対象の３次元要
素を投影する投影手段と、該投影された２要素間の最短
距離を算出する最短距離算出手段と、該算出された最短
距離を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】請求項３に係る図形処理装置では、請求項
１または請求項２に係る図形処理装置において前記表示
手段は前記最短距離の両端の位置を示す最短座標を併せ
て表示することを特徴とする。

【０００９】請求項４に係る図形処理装置では、請求項
１または請求項２に係る図形処理装置において前記表示
手段は前記最短距離を前記３次元の処理対象が表示され
た画面に表示することを特徴とする。

【００１０】請求項５に係る要素間最短距離算出方法
は、図形処理装置に表示された３次元の処理対象の要素
間の最短距離を算出する要素間最短距離算出方法におい
て、処理対象要素を選択する選択ステップと、視線方向
を投影方向に設定する投影方向設定ステップと、該設定
された投影方向に前記選択された処理対象要素の３次元
要素を投影する投影ステップと、該投影された２要素間
の最短距離を算出する最短距離算出ステップと、該算出
された最短距離を表示する表示ステップとを備えたこと
を特徴とする。

【００１１】請求項６に係る要素間最短距離算出方法
は、図形処理装置に表示された３次元の処理対象の要素
間の最短距離を算出する要素間最短距離算出方法におい
て、投影方向の設定方法を記憶する記憶ステップと、該
記憶された投影方向の設定方法を参照する設定方法参照
ステップと、該参照された投影方向の設定方法に基づ
き、投影方向を指示する指示ステップと、前記参照され
た投影方向の設定方法に基づき、視線方向を投影方向に
設定する設定ステップと、前記指示または設定された投
影方向に前記処理対象の３次元要素を投影する投影ステ
ップと、該投影された２要素間の最短距離を算出する最
短距離算出ステップと、該算出された最短距離を表示す
る表示ステップとを備えたことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の図形処理装置の実施の形
態について説明する。図１は図形処理装置の構成を示す
ブロック図である。図において、１１はキーボードおよ
びマウスなどを有する入力装置であり、表示装置１４の
画面上に表示されているメニューの指示、要素の指示、
画面上の位置の指示およびその他の入力を行う。

【００１３】１２は半導体メモリおよび磁気ディスクな
どを有する記憶装置であり、図１０のメモリマップに示
したように、処理対象となる図形の要素データ１０１、
表示装置１４の画面上に３次元図形を表示したときの視
線方向１０２、３次元形状を２次元に投影する際の投影
方向の初期値１０３、投影方向の設定方法１０４および
入力装置１１によって入力された投影方向１０５を記憶
すると共に、後述する処理によって生成された２次元投
影図形データ１０６および要素間の最短距離のデータ１
０７およびその他の各種データを記憶する。

【００１４】記憶装置１２に記憶される図形の要素デー
タ１０１には、つぎのものが含まれる。（１）２次元の
点の場合における座標、（２）２次元の線分の場合にお
ける始点および終点の座標、（３）２次元の円弧の場合
における始点、終点、中心の座標および周り方向、
（４）２次元の円の場合における中心の座標および半
径、（５）３次元の点の場合における座標、（６）３次
元の線分の場合における始点、終点の座標、（７）３次
元の円弧の場合における始点、終点、中心の座標および
方向ベクトル、（８）３次元の円の場合における中心の
座標、半径および方向ベクトル、（９）平面の場合にお
ける点の座標および法線ベクトル、（１０）円筒面の場
合における中心軸上の点の座標、方向ベクトル、半径な
どの図形要素を決定するために十分な幾何情報などであ
る。

【００１５】１３は全体の制御を司る中央処理装置であ
り、各種制御を実行するための制御プログラムがロード
され記憶装置１２に記憶されている種々のデータの読み
込みや、読み込んだデータの処理、あるいはデータの書
き込みその他各種制御を実行する。

【００１６】１４は表示装置であり、各種図面、メニュ
ー、各種メッセージ、後述する３次元図形から算出され
た要素間の最短距離の結果、その他の各種要素を表示す
る。

【００１７】上記構成を有する図形処理装置の動作につ
いて説明する。図２は要素間最短距離算出方法の処理手
順を示すフローチャートである。このフローチャートが
示す制御プログラム１０８は記憶装置１２に格納されて
おり、中央処理装置１３によって実行される。

【００１８】予め、記憶装置１２に記憶されている３次
元図形の要素データを記憶装置１２に記憶されている視
線方向に従って表示装置１４に表示する。表示されてい
る図形要素の中から、最短距離計算対象となる処理対象
要素を選択する（ステップＳ５０）ここまでの処理で要
素間最短距離の計算に必要な図形情報が準備できたこと
になる。

【００１９】記憶装置１２に記憶されている処理すべき
図形の要素データを読み込む（ステップＳ１）。つづい
て、記憶装置１２に記憶されているファイルより投影方
向の設定方法を参照する（ステップＳ２）。このファイ
ルから投影方向を視線方向とするか否かを参照する。

【００２０】最短距離の処理方法を選択する（ステップ
Ｓ３）。即ち、表示装置１４に図形が表示されている状
態でメニューにより処理方法の選択項目を表示し、表示
装置１４に連動した入力装置１１によってメニュー項目
を選択し、指示情報を与えることにより処理方法を選択
する。この処理方法の選択項目には、基準座標系の指
示、投影方向の指示がある。

【００２１】図３は処理方法の選択項目を表示するメニ
ュー画面を示す説明図である。選択項目としてメニュー
３３には、「投影方向」、「測定」などが表示されてお
り、これら選択項目のいずれかが入力装置１１で指定さ
れる。図において、３１は円筒面、３２は３次元の点で
あり、記憶装置１２から読み込んだデータを基に表示装
置１４に表示される。ここで、「投影方向」は入力装置
１１により投影方向が指示される選択項目であり、「測
定」は２要素間の最短距離の算出が行われる選択項目で
ある。

【００２２】処理方法が選択されると、選択された処理
方法を判定し（ステップＳ４）、次に実行する処理を振
り分ける。即ち、投影方向の指示（投影方向）が選択さ
れた場合、投影方向を指示する処理を実行する（ステッ
プＳ５）。また、最短距離の算出（測定）が選択された
場合、ステップＳ５の処理を実行することなく投影方向
の設定方法を判定する処理（ステップＳ６）に移行す
る。

【００２３】ステップＳ３で投影方向の指示が選択され
ると、ステップＳ５の投影方向指示の処理を行うが、こ
こでは表示装置１４に表示されている３次元要素を２次
元に投影する各ｘ、ｙ、ｚ軸の方向を入力装置１１を使
用して指示する。図４は入力装置１１を使用して３次元
要素を２次元に投影する各ｘ、ｙ、ｚ軸の方向を指示す
る手順を示す説明図である。この指示方法では、表示装
置１４の画面に表示されるメッセージおよびメニューに
したがって表示装置１４と連動する入力装置１１によっ
て投影する各ｘ、ｙ、ｚ軸の方向を指示する。例えば、
メニュー４３で「Ｘ」を選択し、「Ｘ軸方向を入力して
ください」というメッセージ４４にしたがってｘ軸方向
を（１，０，０）と指示する。

【００２４】つづいて、投影方向の設定方法を判定する
（ステップＳ６）。この処理では、ステップＳ２で参照
した投影方向の設定方法が視線方向を投影方向とするか
否かを判定し、次に実行する処理を振り分ける。即ち、
ステップＳ２で参照した投影方向の設定方法が視線方向
を投影方向とする方法の場合、現在、表示装置１４に表
示されている視線方向を中央処理装置１３で投影方向と
して設定する処理を実行する（ステップＳ７）。また、
ステップＳ２で参照した投影方向の設定方法が視線方向
を投影方向としない方法の場合、ステップＳ７の処理を
実行することなく３次元図形を２次元に投影する処理
（ステップＳ８）に移行する。

【００２５】ステップＳ２で参照した投影方向の設定方
法が視線方向を投影方向に設定する方法である場合、表
示装置１４に表示されている３次元図形での視線方向を
投影方向として設定する。図５は視線方向を投影方向と
して設定した場合を示す説明図である。表示装置１４で
の視線方向が座標軸５３が示すようにｘ軸方向（１，
０，０）、ｙ軸方向（０，１，０）、ｚ軸方向（０，
０，１）であった場合、中央処理装置１３は投影方向を
ｘ軸方向（１，０，０）、ｙ軸方向（０，１，０）、ｚ
軸方向（０，０，１）として設定する。図において、５
１、５２は図３および図４の円筒面３１と３次元の点３
２をそれぞれ円筒面の方向ベクトルの方向から表示した
ものである。

【００２６】３次元図形データを２次元に投影する際、
ステップＳ５で指示した投影方向、ステップＳ７で設定
した投影方向、初期値として設定されている投影方向の
いずれかの投影方向に従って３次元図形を２次元に投影
する（ステップＳ８）。図６は投影方向を指示する場合
を示す説明図である。図７は２次元図形として投影され
た円と点を示す説明図である。例えば、投影方向がステ
ップＳ５により座標軸６３の方向（円筒面の方向ベクト
ルと同じ方向）に指示された場合、中央処理装置１３は
円７１と点７２の２次元図形として投影する。

【００２７】ステップＳ８で投影された２次元図形を基
に２要素間の最短距離を算出する（ステップＳ９）。図
８は２次元図形を基に２要素間の最短距離の算出を示す
説明図である。ここで、中央処理装置１３はステップＳ
８で投影された２要素である円７１と点７２の最短距離
８３と、その両端の位置を示す最短座標８４、８５を２
次元の図形データから算出する。算出された最短座標
（２次元）を３次元座標に変換する際、投影前の点のｚ
座標を最短座標のｚ座標とする。

【００２８】図９は最短座標を３次元座標に変換した結
果を示す説明図である。表示装置１４には、「最短距離
９０．００」と、３次元図形上の最短座標に位置し視
線方向を方向ベクトルとする円９４、９７と、最短座標
（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）と、最短
点を結ぶ線分９８とが表示される（ステップＳ１０）。

【００２９】このように、３次元図形の最短距離を算出
する場合、視線方向に投影して２要素間の最短距離、例
えば面と面の最短距離あるいは面とエッジの最短距離を
算出することができ、オペレータは必要とする最短距離
を得ることができる。

【００３０】尚、本発明は複数の機器から構成されるシ
ステムに適用してもよいし、１つの機器からなる装置に
適用してもよい。また、本発明はシステムあるいは装置
にプログラムを供給することによって達成される場合に
も適用できることはいうまでもない。この場合、本発明
を達成するためのソフトウェアによって表されるプログ
ラムを格納した記憶媒体をシステムあるいは装置に読み
出すことによってそのシステムあるいは装置が本発明の
効果を享受することが可能となる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る図形処理装置に
よれば、３次元の処理対象を表示する際、処理対象要素
選択手段により処理対象要素を選択し、投影方向設定手
段により視線方向を投影方向に設定し、投影手段により
該設定された投影方向に前記選択された処理対象要素の
３次元要素を投影し、最短距離算出手段により該投影さ
れた２要素間の最短距離を算出し、表示手段により該算
出された最短距離を表示するので、３次元図形の最短距
離を算出する場合、視線方向に投影して２要素間の最短
距離、例えば面と面の最短距離あるいは面とエッジの最
短距離を算出することができ、オペレータは必要とする
最短距離を得ることができる。

【００３２】請求項２に係る図形処理装置によれば、３
次元の処理対象を表示する際、記憶手段により投影方向
の設定方法を記憶し、設定方法参照手段により該記憶さ
れた投影方向の設定方法を参照し、指示手段により該参
照された投影方向の設定方法に基づき、投影方向を指示
し、設定手段により前記参照された投影方向の設定方法
に基づき、視線方向を投影方向に設定し、投影手段によ
り前記指示または設定された投影方向に前記処理対象の
３次元要素を投影し、最短距離算出手段により該投影さ
れた２要素間の最短距離を算出し、表示手段により該算
出された最短距離を表示するので、視線方向以外の任意
の方向に投影方向を設定することができ、オペレータは
必要とする最短距離を得ることができる。

【００３３】請求項３に係る図形処理装置によれば、前
記表示手段は前記最短距離の両端の位置を示す最短座標
を併せて表示するので、最短距離以外の必要な情報を得
ることができる。

【００３４】請求項４に係る図形処理装置によれば、前
記表示手段は前記最短距離を前記３次元の処理対象が表
示された画面に表示するので、３次元図形と最短距離と
の対応を明確にできる。

【００３５】請求項５に係る要素間最短距離算出方法に
よれば、図形処理装置に表示された３次元の処理対象の
要素間の最短距離を算出する要素間最短距離算出方法に
おいて、処理対象要素を選択する選択ステップと、視線
方向を投影方向に設定する投影方向設定ステップと、該
設定された投影方向に前記選択された処理対象要素の３
次元要素を投影する投影ステップと、該投影された２要
素間の最短距離を算出する最短距離算出ステップと、該
算出された最短距離を表示する表示ステップとを備えた
ので、３次元図形の最短距離を算出する場合、視線方向
に投影して２要素間の最短距離、例えば面と面の最短距
離あるいは面とエッジの最短距離を算出することがで
き、オペレータは必要とする最短距離を得ることができ
る。

【００３６】請求項６に係る要素間最短距離算出方法に
よれば、図形処理装置に表示された３次元の処理対象の
要素間の最短距離を算出する要素間最短距離算出方法に
おいて、投影方向の設定方法を記憶する記憶ステップ
と、該記憶された投影方向の設定方法を参照する設定方
法参照ステップと、該参照された投影方向の設定方法に
基づき、投影方向を指示する指示ステップと、前記参照
された投影方向の設定方法に基づき、視線方向を投影方
向に設定する設定ステップと、前記指示または設定され
た投影方向に前記処理対象の３次元要素を投影する投影
ステップと、該投影された２要素間の最短距離を算出す
る最短距離算出ステップと、該算出された最短距離を表
示する表示ステップとを備えたので、視線方向以外の任
意の方向に投影方向を設定することができ、オペレータ
は必要とする最短距離を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図形処理装置の構成を示すブロック図である。

【図２】要素間最短距離算出方法の処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図３】処理方法の選択項目を表示するメニュー画面を
示す説明図である。

【図４】入力装置１１を使用して３次元要素を２次元に
投影する各ｘ、ｙ、ｚ軸の方向を指示する手順を示す説
明図である。

【図５】視線方向を投影方向として設定した場合を示す
説明図である。

【図６】投影方向を指示する場合を示す説明図である。

【図７】２次元図形として投影された円と点を示す説明
図である。

【図８】２次元図形を基に２要素間の最短距離の算出を
示す説明図である。

【図９】最短座標を３次元座標に変換した結果を示す説
明図である。

【図１０】記憶装置１２のメモリマップを示す図であ
る。

【符号の説明】

１１ 入力装置 １２ 記憶装置 １３ 中央処理装置 １４ 表示装置 ３１ 円筒面 ３２ ３次元の点 ５１、７１ 円 ５２、７２ 点 ８３ 最短距離 ８４、８５ 最短座標 ９８ 線分

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元の処理対象を表示する図形処理装
   置において、 処理対象要素を選択する処理対象要素選択手段と、 視線方向を投影方向に設定する投影方向設定手段と、 該設定された投影方向に前記選択された処理対象要素の
   ３次元要素を投影する投影手段と、 該投影された２要素間の最短距離を算出する最短距離算
   出手段と、 該算出された最短距離を表示する表示手段とを備えたこ
   とを特徴とする図形処理装置。
2. 【請求項２】 ３次元の処理対象を表示する図形処理装
   置において、 投影方向の設定方法を記憶する記憶手段と、 該記憶された投影方向の設定方法を参照する設定方法参
   照手段と、 該参照された投影方向の設定方法に基づき、投影方向を
   指示する指示手段と、 前記参照された投影方向の設定方法に基づき、視線方向
   を投影方向に設定する設定手段と、 前記指示または設定された投影方向に前記処理対象の３
   次元要素を投影する投影手段と、 該投影された２要素間の最短距離を算出する最短距離算
   出手段と、 該算出された最短距離を表示する表示手段とを備えたこ
   とを特徴とする図形処理装置。
3. 【請求項３】 前記表示手段は前記最短距離の両端の位
   置を示す最短座標を併せて表示することを特徴とする請
   求項１または請求項２記載の図形処理装置。
4. 【請求項４】 前記表示手段は前記最短距離を前記３次
   元の処理対象が表示された画面に表示することを特徴と
   する請求項１または請求項２記載の図形処理装置。
5. 【請求項５】 図形処理装置に表示された３次元の処理
   対象の要素間の最短距離を算出する要素間最短距離算出
   方法において、 処理対象要素を選択する選択ステップと、 視線方向を投影方向に設定する投影方向設定ステップ
   と、 該設定された投影方向に前記選択された処理対象要素の
   ３次元要素を投影する投影ステップと、 該投影された２要素間の最短距離を算出する最短距離算
   出ステップと、 該算出された最短距離を表示する表示ステップとを備え
   たことを特徴とする要素間最短距離算出方法。
6. 【請求項６】 図形処理装置に表示された３次元の処理
   対象の要素間の最短距離を算出する要素間最短距離算出
   方法において、 投影方向の設定方法を記憶する記憶ステップと、 該記憶された投影方向の設定方法を参照する設定方法参
   照ステップと、 該参照された投影方向の設定方法に基づき、投影方向を
   指示する指示ステップと、 前記参照された投影方向の設定方法に基づき、視線方向
   を投影方向に設定する設定ステップと、 前記指示または設定された投影方向に前記処理対象の３
   次元要素を投影する投影ステップと、 該投影された２要素間の最短距離を算出する最短距離算
   出ステップと、 該算出された最短距離を表示する表示ステップとを備え
   たことを特徴とする要素間最短距離算出方法。