[发明专利]指定与二维显示器上选择的二维点相应的三维坐标的方法

说明书

转让给本申请的同一受让人的美国专利4,731,609“标记与图形实体的快速相关”及4,754,267“在图形实体中的快速点/线相关”结合在此作为对比文件。

对于三维物体到二维表示的转换可参阅Michael E.Morten-son的“几何模型”(纽约：John wiley & Sons,1985),512-532页。

本发明涉及图形显示系统，而更具体地涉及标识对应于显示屏幕上的轴测投影的选定点的物体的三维坐标。

三维物体的CAD(计算机辅助设计)显示在屏幕上是二维的。某些CAD功能，诸如三维旋转，要求用户输入点的三维坐标。三维旋转的例子要求用户输入定义旋转轴的一对点的三维坐标。

作为所显示的点的一个属性，即对应于三维(世界)坐标的二维显示(屏幕)坐标，其存储并非总是可行的。CAD程序通常是大的且存储器应当尽可能地节省。此外，当对一个整屏进行改变比例，平移或旋转时，用于计算及显示该物体的新的二维点的时间必须最小化。

由于着眼点的选择性改变、用户对物体的朝向、视点的改变，所以在显示所存储的三维点(用于限定世界坐标系中的物体)之前，可以对其进行若干处理。为了节省存储空间并减少在数据库中存储二维显示坐标所需的操作数量，所存储的是世界坐标点而不是对应的二维显示坐标。

现有的图形与CAD系统要求用户记录或记住所需的点的三维坐标或者以反复试验法来找寻它们。

美国专利4,516,266根据使用一支光笔在显示器面上所选择的象素标识在显示器上的点。当该象素位置被标识时，该象素所归属的外貌，如方框，圆，直线或弧，被提高显示亮度(象素是指构成显示的图形元素或点)。    

美国专利4,858,157示出了一种坐标测量系统，它具有一个带有用于获得一个物体的图象的光学系统的检测单元。用于从检测单元中各数组元素中取出数据的控制单元并不以要求标识三维坐标的方式进行操作。

美国专利4,855,939从操作员提供的尺寸及裕度信息中构造一个三维物体的模型，并以平面或正视图显示。这一信息是自动变换到一个显示的轴测图的。

美国专利4,827,413公开了一种使用从后面向前变换矢量的算法显示三维图象的方法。

当需要一个点的三维坐标的图形或CAD函数提示用户输入坐标时，调用本发明。用户可以将光标移到或接近被加亮显示的所需的点，以确认为所选择的点，并且确定所选择的点的u、v(屏幕)显示坐标。该程序然后进入一个循环，在其中计算与相继的三维点相应的u’、v’(世界)显示坐标，并且与所选择的点的u、v坐标进行比较。

如果u,v与u′,v′点相同，对应的三维坐标经由显示器返回给用户或者用另一种方法自动地输入进调用函数。

如果所有的点都已变换及比较而无一与该u,v点相同，则调用一个错误例行程序而退出该子例行程序。

根据本发明，表示一个三维物体的二维显示上的一个被选的点是以下述方法与其所对应的三维坐标相关的：确定所选点的显示坐标并将所存储的三维点变换成它们对应的二维显示坐标直到后者与所选的点的显示坐标相同。

本发明是以参照展示本发明的特定实施例的各图详细说明的，并且其中相同的数字表示相同的单元。

图1是包含要显示的立体与形状的一个三维世界坐标系统的投影几何表示。

图2是从世界坐标系统中观察的一个长方体的轴侧投影示例。

图3是展示本发明的一个流程图。

图4是本发明的另一个方案的流程图。

在下面的说明中，对描述程序所执行的操作序列的流程图进行了引用。其中所用的符号乃是美国国家标准局及国际标准组织所采纳的标准流程图符号。在说明中，一个操作可被描述为由流程图中的一个特定框所执行的。这可以解释为意味着所提及的操作是由编程并执行一个指令序列，该序列产生的结果说成是由所指的框所执行的。实际指令依赖于用于实现本发明的特定硬件。不同的处理器具有不同的指令集但是本领域的普通技术人员熟悉他使用的指令集并能实现流程图的框中所提出的操作。

为了消除由实施程序的细节所引起的对本发明的理解无关的混淆，本发明描述为一个子例行程序。

子例行程序是计算机程序模块，但它们并不直接放置在使用它们的指令流中。子例行程序是由调用与连接过程调用的，这些过程将程序执行转移到构成该子例行程序的计算机指令序列并连接或提供该子例行程序所使用的操作数。当一个子例行程序完成了执行时，程序控制返回到调用程序中调用该子例行程序的指令的下一条指令。