(57)【特許請求の範囲】
【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、
処理対象要素として円筒面及び点を選択する処理対象要素選択手段と、
前記円筒面の方向ベクトルの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円筒面及び点を２次元の円及び点として投影する投影手段と、
該投影された２次元の円と点との最短距離に基づいて、前記円筒面と点との３次元における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。
【請求項２】
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記載の図形処理装置。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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、
処理対象要素として円筒面及び点を選択する選択ステップと、
前記円筒面の方向ベクトルの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円筒面及び点を２次元の円及び点として投影する投影ステップと、
該投影された２次元の円と点との最短距離に基づいて、前記円筒面と点との３次元における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。
【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、処理対象要素として円筒面及び点を選択する処理対象要素選択手段と、前記円筒面の方向ベクトルの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円筒面及び点を２次元の円及び点として投影する投影手段と、該投影された２次元の円と点との最短距離に基づいて、前記円筒面と点との３次元における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２に係る図形処理装置では、請求項１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４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、処理対象要素として円筒面及び点を選択する選択ステップと、前記円筒面の方向ベクトルの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円筒面及び点を２次元の円及び点として投影する投影ステップと、該投影された２次元の円と点との最短距離に基づいて、前記円筒面と点との３次元における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１０７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、５１、５２は図３および図４の円筒面３１と３次元の点３２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Ｓ８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、円筒面と点との３次元図形の最短距離を算出する場合、設定された投影方向に投影して２次元の円と点と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。
【００３３】
請求項２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４に係る要素間最短距離算出方法によれば、円筒面と点との３次元図形の最短距離を算出する場合、設定された投影方向に投影して２次元の円と点と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。
【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
【図１】
0003847851.tif 000002
【図２】
0003847851.tif 000003
【図３】
0003847851.tif 000004
【図４】
0003847851.tif 000005
【図５】
0003847851.tif 000006
【図６】
0003847851.tif 000007
【図７】
0003847851.tif 000008
【図８】
0003847851.tif 000009
【図９】
0003847851.tif 000010
【図１０】
0003847851.tif 000011