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    公开号:WO1987004545A1
    申请号:PCT/JP1987/000026
    申请日:1987-01-17
    公开日:1987-07-30
    发明作者:Mikio Yonekura
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:G06T15-00
    专利说明:
    [0001] ] 明 細 図 形 抽 出 方 式 技 術 分 野
    [0002] 本発明は画面中の任意の図形を抽 出する 方式に係 特に 3 次元図形処理装置にぉぃて、 画面上に指定 した ゥ ィ ン ド ゥ 内にぁ る 図形でぁって、 かっ最 も 手前にぁ る も の を抽出する 図形抽出方式に関する も のでぁる o 背 景 技 術
    [0003] 第 2 図は 3 次元図形処理装置にぉけ る従来の図形抽 出方式を示 し、 1 は中央処理装置 ( C P U ) 2 は バス 3 は ポ ィ ン テ ィ ン ク" デ ノ ィ ス 、 4 は セ グメ ン ト バ ッ フ 了、 5 は座標変換部、 6 はク リ ッ ビング部、 7 は投影処 理部、 8 はぬ っぶ し部、 9 は直線発生部、 10は フ レ ― ム バ ッ フ ァ、 11はデ プス バ ッ フ ァ、 12は比較器でぁ o
    [0004] 第 2 図 に ぉぃて C P U 1 は バス 2 を介 して セ グ メ ン ト バ ッ フ ァ 4 に蓄ぇ られて ぃる 3 次元の画像デ一 タ を読 み出 して、 座標変換部 5 に供給する。 座標変換部 5 で は第 3 図に示すょ ぅ に設定された視点 A に対応 して、 その視点か ら対象図形 C を含んで所定の視角 を張る 4 角錐 （ ビュ一 ボ リ ュ一 ム ） B を設定 し、 こ の 4 角錐の 冋さ方向を Z 軸方向 と して、 座標系の変換を行 ぅ 。
    [0005] ク リ ッ ピ ン グ部 6 では、 図形カ； ビ ュ 一 ボ リ ュ一 ム 内 に入ってぃるか否かを判断 し、 ビ ュー ボリ ュ一ム の境 界外に存在する図形 Dゃ、 境界上に存在する図形 E に っぃては境界外の部分を削除 し、 ビュ一ボ リ ューム内 の図形デ一 タ のみを抽出する処理 （ ク リ ッ ピン グ ） を 行ぅ。
    [0006] 投影処理部 7 にぉぃては ビュ一ボ リ ューム内の図形 が、 図示されな 表示器 （ C RT ) の画面に対応して定 義された Z軸に垂直な面 （ 定義面 ） F上に投影される 形状 C'に る ょ ぅ に図形デ一 タ を変形する処理 （ 投影 変換処理 ） を行ぅ 。
    [0007] ぬ j9 っぶ し部 8 では、 以上の処理を終った図形の面 を直線で埋めて面 と して表現する処理 （ ぬ ] っぶ し処 理 ） を行ぅ 。 第 4 図はぬ J9っぶし処理の概念を説明す る も のでぁる o 例ぇば四辺形か ら る図形 P は、 頂点
    [0008] P l， p。 p3 P4 の座標値に ょって、 図形デー タ を与ぇ ら れる。 ぬ ] っぶし処理は、 四辺形 P の面を例ぇば辺 Pl
    [0009] P2 P 2 P3 上に始点を有 し、 辺 P3P4 P Pi 上に終点を 有する多数の線分で被 ぅ こ と に ょって行ゎれる もので ぁ j？、 ぬ ] っぶ し部 8 はこの ょ ぅ な線分の発生を直線 発生部 9 に指示する。
    [0010] 直線発生部 9 では直線の発生を指示されたと き、 そ れぞれの直線を構成する連続的な点の集合か らなるデ ータ と して直線を発生する。 これと同時にデブスバッ フ ァ 11か ら この図形に対応 して設定されてぃるデブス 値が読み出される。 比較器 12は発生した直線のデプス 値 （ Z座標値 ） と デプスパ ッ フ ァ 11のデブス値と を比 較し、 一致した と き ス ィ ッチ 13を閉 じて発生 した直線 を フ レー ム バ ッ フ ァ 10に書き込む。
    [0011] デブ ス バ ッ フ ァ 11には、 各図形デー タ 中視点から見 て最も手前にぁる （ 最小の z座標値を有する ） 図形の
    [0012] Z 座標値がデ プス値と して設定されてぃる。 3 次元図 形デ一 タ にぉぃて視点か ら見て複数の図形が重 ) 合 って存在する と き、 直線発生部 9 にぉぃて発生 した直 線がデプ ス バ ッ フ ァ 11に格納されてぃる値 ょ 大き ぃ z座標値を有する と き は、 その直線は視点か ら見て手 前にぁる図形に ょって隠蔽されて見ぇ ぃ図形の面に 属する も のでぁる。
    [0013] 従って比較器 12にぉける比較結果、 発生した直線の デプス値がデブ ス バ ッ フ 了 11のデブス値 ょ 大き ぃ と きは、 ス ィ ッチ 13を開 く こ と に ょ ってその直線のデ一 タ は捨て られ、 ー方、 発生した直線のデプス値 とデブ ス パ ッ フ ァ 11の デ プス値 と がー致 した と き ス ィ ッ チ 13 を閉 じてその直線のデ一 タ をフ レ一ム バ ッ フ ァ 10に書 き込むこ と にょって、 手前にぁる図形に ょって隱蔽さ れて視点か ら見ぇ ぃ図形が画面上に重複 して表示さ れ ぃ ょ ぅ にする処理 （ 陰面処理 ） が行ゎれる。
    [0014] 第 2 図に示された装置にぉぃて、 図形抽出の操作は 次のょ ぅ に して行ゎれる。 す ¾ゎちォぺレー タは、 カ ー ソ ル ， ジ ョ ィ ス テ ィ ッ ク ， ラ ィ ト ぺ ン等のボィ ン テ ィ ン グデ バ ィ ス 3 を使用 して、 CPU 1 に対 し表示器画 面上の一点を指定する。 これに ょ って CPU 1 はその一 点のまゎ ]5 に一定の大き さの小さな ゥ ィ ン ドゥ を設定 し、 その ゥ ィ ン ドゥ に相当する ビュ一ボ リ ュ一ムをク リ ッ ビ ン グ処理部 6 に設定する。 さ らに CPU 1 は、 ス ィ ッチ 13をォフ に してフ レ 一 厶 バッ フ ァ 10への書き込 みを禁止する。
    [0015] C PU 1 はセ グメ ン ト バッ フ 了 4 か ら順次図形デ一 タ を読み出 して、 座標変換部 5 に入カ し、 以下前と同様 に座標変換か ら直線発生ま での処理を行 ぅ 。 これに ょ って ゥ ィ ン ドゥ 内に含まれる図形が見出されたと き、 CPU 1 がこの図形デ一 タ を認識する こ と に ょって図形 抽出が行ゎれる c さ らにこの場合ス ィ ッチ 13を閉 じる こ と に ょって、 抽出された図形がフ レ 一 ム バ ッ フ ァ 10 に書き込まれて、 表示器に表示される。
    [0016] 第 2 図に示された従来の図形抽出方式では、 設定さ れた ゥ ィ ン ド ゥ に ょ って限られる ビ ュ一 ボ リ ュ 一 ム 内 に含まれる図形の抽出を行ぅ 際に、 デブス バ ッ フ ァ の デー タを用ぃて Z 軸上の距離の大小を判定する処理を 行ってぃなかった。 そのため設定された ビュ 一 ボ リ ュ —ム 内に異 ¾る Z 座標値を.有する複数の図形が存在す る と き は、 本来手前にぁる図形に ょって隠蔽されて見 え ¾ぃ答の図形で も抽出されて しま ぅ とぃ ぅ 問題がぁ ( ) った o
    [0017] ま た図形抽出の処理は、 セ グ メ ン ト バ ッ フ 了か ら図 形デ一 タ を入カ して ゥ ィ ン ド ゥ 内に含ま れるか否かを 判定 し、 終了 した と き 次の図形デー タ を入カ して再び 同 じ処理を行 ぅ と ぃ ぅ 手順の繰 返 しに ょ って行って ぃた。 そのため多数の図形デー タ を処理する場合には 長時間 を必要 とする と ぃ ぅ 問題がぁっ す 。
    [0018] 発 明 の 開 示
    [0019] こ の ょ ぅ ¾従来技術の問題点を解決する ため、 本発 明の図形抽出方式にぉぃては、 3 次元図形デー タ に ょ って画面上に 3 次元図形を陰に な る 部分を除ぃて投影 して表示する 図形処理装置にぉぃて、 画面上の指定点 のま ゎ 1 に ゥ ィ ン ド ゥ を設定 し、 3 次元図形デー タ を この ゥ ィ ン ド ゥ に対応 して ク リ ッ ピ ン グす る こ と に ょ って ゥ ィ ン ド ゥ に対応する ビ ュ 一 ボ リ ュ ー ム 内に含ま れる 図形 と その識別用デ一 タ と を抽出 し、 抽出 された 識別用 デ一 タ を ピ ッ ク バ ッ フ ァ に格鈉する と と も に、 抽出 された図形の面に対応 して発生さ れた直線のデ ブ ス直を デプス バ ッ フ ァ に設定されてぃ る デ プス値 と 比 較 してー致 した と き こ の直線の属する 図形の識別用 デ — タ を ピ ッ ク バ ッ フ 了カ ら読み 出 し、 読み出 された識 別用 デー タ に対応する 図形デ一 タ を読み出す こ と に ょ って、 指定点に対応する 図形を抽出する。
    [0020] 本発明方式では、 設定された ゥ ィ ン ド ゥ に対応する ビュー ボ リ ュー ム内に含まれる図形の面をぬ っぶす ょ ぅ に発生された直線のデプス値が設定されたデブス 値と一致する と き のみ、 その図形の識別用デ一 タに対 応する図形デー タ を読み出すょ ぅ に したので、 手前に ぁる図形に ょって隠蔽されて見ぇ ¾ぃ図形が抽出され る.こ とは ぃ。 また本発明方式では図形デ一タ に識別 用デ一 タ を付与し、 図形が他の図形の陰に ら ぃこ とが判定されたと き記憶されてぃるその図形の識別用 デ一タ に ょって対応する図形デー タ の読み出 しを行 ぅ ので、 前の図形の処理終了をま っこ と ¾ く連続的に処 理を行ぅ こ とができ、 処理時間が短縮される。
    [0021] 図面の簡単 ¾説明
    [0022] 第 1 図は本発明の図形抽出方式のー構成例を示す図、 第 2 図は従来の図形抽出方式の構成を示す図、 第 3 図は座標変換 ， ク リ ッ ピン グ ， 投影変換の処理 を説明する図、
    [0023] 第 4 図はぬ ] っぶしの概念を説明する図でぁる。
    [0024] 発明を実施するための最良の形態 第 1 図は本発明のー実施例の構成を示す図でぁる。 同図にぉぃて、 第 2 図にぉける と同 じ部分は同 じ番号 で示さ れて ぉ 、 14は ピ ッ ク バ ッ フ ァ、 15はス ィ ッ チ て ¾> る o
    [0025] 第 1 図の実施例にぉぃて、 通常の図形表示を行ぅ 場 合の動作は第 2 図に示された もの と同様でぁる。 ぃま 第 1 図の図形処理装置にぉぃて、 ォ ぺ レ一 タ が画面上 に表示された図形群のー部に対 して何 らかの操作をす るため、 図形抽出 を行ぉ ぅ と する場合は、 以下の ょ ぅ に して C P U 1 に対 し、 ォ ぺ レ 一 タが どの図形を操作 し た かを正 し く 認識させる。
    [0026] .ま ずォぺ レ 一 タ は ポ ィ ン テ ィ ン グデバ ィ ス 3 を使用 して、 C P U 1 に対 して表示器画面上にぉけるー点を指 定する 。 C P U 1 は これに ょ って指定された点のま ゎ ]9 にー定の大 き さ の ゥ ィ ン ド ゥ を設定 し、 ク リ ッ ピ ン グ 部 6 に設定された ゥ ィ ソ ド ゥ に相当する ビュ 一 ボ リ ュ — ム を設定する。 これ と と も に ス ィ ッ チ 13 , 15 を ォ フ に して、 フ レ 一 ム バ ッ フ ァ 10ぉ ょ びデ プ ス バ ッ フ ァ 11 への書き 込みを禁止する。
    [0027] 次に通常の表示処理 と 同様に、 セ グ メ ン ト バ ッ フ ァ
    [0028] 4 内の図形デ一 タ を座標変換部 5 に入カ し、 第 2 図に っぃて説明 したの と 同様に座標変換 ， ク リ ッ ピ ン グ ， 投影処理 ， ぬ っぶ し処理 ， 直線発生の処理を行ゎせ る。 ただ しこ の際図形デー タ の識別のためのデ一 タ （
    [0029] I D M ) をそれぞれの図形デ一 タ に付加する。 デ一 タ
    [0030] I D AS. は、 図形デ一 タ と 一緒に各処理部を通過するが、 途中で内容に変化を生 じる こ と は ¾い。
    [0031] ク リ ッ ピ ン グ部 6 にぉぃてク リ ッ ピ ン グ処理を行 ぅ 際、 ビュ一 ボ リ ュ一 ム 外にぁ る デ一 タ が除去される と と も に、 除去さ れたデ一 タ の I D も 消滅する。 ぬ っぶ し部 8 の出カ にぉぃて図形デ一 タ と I D ¾ と は分 離され、 図形デ一 タ が直線発生部 9 に入カされる と と も に、 Ι Ό . は ビ ッ ク バ ッ フ ァ I4に入カされる。
    [0032] 直線発生部 9 にぉぃては入カ された図形デ一 タ の面 に対 して直線を発生す ·る。 発生された直線は、 比較 器 I2にぉぃて、 そのデ プス値 （ Z 座標値 ） をデブ ス バ ッ フ ァ 11のデブス値 と 比較される。 デブ ス バ ッ フ 了 11 には、 視点か ら見て最 も 手前に ぁ る 図形の Z 座標値が デブス値 と して設定されてぃる。 比較器 I2にぉける比 較結果、 発生された直線のデ ブス値がデブ ス バ ッ フ ァ 11のデプス値 ょ j 大 き ί直を持っ と き は、 その図形は 手前にぁ る他の図形に ょ って隱蔽されて見ぇ ぃ も の でぁる カ ら、 ピ ッ ク バ ッ フ ァ 14にぉける対応する I D は消去される。
    [0033] ー方、 発生された直線のデ プ ス値がデプ ス バ ッ フ ァ 11の内容 と ー致 した と き は、 C P U 1 に対 して 割込みが 発生する と と も に、 ピ ッ ク バ ッ フ ァ 14の現在値カ； ラ ッ チされる。
    [0034] C PU 1 は割込みの発生に応答 して、 ビ ッ ク バ ッ フ 了 14内の I D ¾ を -読み取 j？ 、 こ の I D ¾ カ ^ ら セ グメ ン ト バ ッ フ ァ 4 内の対応する図形デー タ をサ 一 チする こ と に ょ って図形抽出 を行 ぅ 。
    [0035] この ょ ぅ に して本発明の方式では、 常に視点か ら見 て最 も 手前にぁ る 図形のみが抽出 される。 図形抽出が 行ゎれた と き 、 ス ィ ッ チ 13を閉 じてその図形デ一 タ を フ レ — ム バ ッ フ ァ 10に書き 込むこ とに ょって、 抽出さ れた図形を図示され ぃ表示器 （ C R T ) 上に表示させ る こ とがで き る。
    [0036] 以上説明 した ょ ぅ に本発明の図形抽出方式に ょ れば、 抽出された図形を構成する直線のデ ブ ス値 と 、 デ ブ ス バ ッ フ ァ內に設定されてぃる デブス値 と を比較 して最 も手前にぁ る図形のみを抽 出する ので、 他の図形に ょ って隠蔽されてぃる 図形を抽出する怖れがなぃ。
    [0037] ま た図形デー タ に識別用のデー タ を付与 して処理を 行ぃ、 デプス値のー致が と れた図形デ一 タ の識別用デ — タ を ビ ッ ク バ ッ フ ァ に記憶 して これに ょ って対応す る 図形を抽出する ので、 それぞれの図形デ一 タ の処理 の完了を待たずに順次図形デー タ を入カ して処理を行 ゎせる こ と がで き 、 従って図形抽出 に要する時間が短 縮される
    权利要求:
    Claims

    do) 請 求 の 範 囲
    3 次元図形デ一 タ を視点に対応 して設定された ビュ — ボ リ ュ 一 ム に応 じて ク リ ッ ビ ン グ し、 該 ビ ュ ー ボ リ ュー ム 内に含ま れる図形の面に対応 して直線デー タ を 発生 し、 該発生された直線か らデブス バ ッ フ ァ に設定 されたデ ブ ス値を参照 して抽出された直線に ょ って画 面上に図形を表示する 図形処理装置にぉぃて、
    画面上の指定点を中心と して ゥ ィ ン ドゥ を設定する 手段 と、
    3 次元図形デー タ にそれぞれ識別用 デ一 タ を付与す る手段 と、
    識別用デー タ を記憶する ピ ッ ク バ ッ フ ァ と を具ぇ、 3 次元図形デ一 タ を設定された ゥ ィ ン ド ゥ に対応 し て ク リ ッ ピ ン グ して、 該 ゥ ィ ン ド ゥ に対応する ビュ一 ボ リ ュー ム 内に含ま れる 図形 と その識別用デ一 タ を抽 出 して該抽出 された識別用デ一 タ を ピ ッ ク バ ッ フ ァに 格納 し、 該抽出された図形の面に対応 して発生された 直線のデブス値を デブ ス バ ッ フ ァに設定されてぃるデ ブス値 と比較 して一致 した と き 該直線の属する図形の 識別用デ一 タ を ピ ッ ク パ ッ フ ァか ら読み出 し、 該読み 出された識別用デー タ に対応する図形デ一 タ を読み出 すこ と に ょ って指定点に対応する図形を抽出する こ と を特徵と する 図形抽出方式。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0255544A1|1988-02-10|
    JPS62165279A|1987-07-21|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-07-30| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1987-07-30| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB |
    1987-09-11| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1987900874 Country of ref document: EP |
    1987-10-18| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1987900874 Country of ref document: EP |
    1988-02-10| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1987900874 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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