Способ взаимодействия с изображением пространственных объектов

)5 6 06 Е 15/6 НИЕ И ЕТЕНИ ВТОРСКО ИДЕТЕЛ ЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может быть использовано в системах обработки иэображений. Целью изобретения является Изобретение отвычислительной техпользовано в систежений.Цель изобретения - повышение производительности труда путем уменьшения времени выбора оператором точки поверхности изображения пространственного объекта и параметров геометрических операций,На чертеже приведена структурная схема системы, иллюстрирующей предложенный способ,Система содержит блок 1 клавиатуры, интерфейс 2 клавиатуры, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 3, промежуточное ОЗУ 4, ЗУ 5, центральный процессор (ЦП) 6, контроллер 7 ручного манипулятора,носится к автоматике и нике и может быть исмах обработки изобраповышение производительности труда путем уменьшения времени выбора оператором точки поверхности изображения пространственного объекта и параметров геометрических операций. Поставленная цель достигается тем, что при выполнении взаимодействия с изображением после формирования изображения пространственного объекта формируют маркер, производят движение маркера по поверхности изображения для выбора точки взаимодействия, необходимой для выполнения последующей геометрической операции, запоминают координаты выбранной точки, посредством маркера задают координаты новой произвольно выбираемой оператором точки, которые используют для определения параметров и выполнения требуемой геометрической операции. 1 ил,ручной манипулятор 8, буферное ОЗУ 9, устройство 10 отображения, интерфейс 11, формирователь 12 координат маркера, память 13 замещения, сопроцессор 14, магистральный коммутатор 15, устройство 16 преобразования трехмерной информации в двумерную.Работа системы выполняется следующим образом.Информация об изображении пространственного объекта от внешнего устройства поступает через интерфейс 11 в ЦП 6. Под управлением ЦП 6 осуществляется формирование в ОЗУ 3 массива ребер объекта в виде Хн, У, 2 н, Х, У, 2, где Хн, Ун, 2 - координаты начала ребра; Х, У, 2 - координаты конца ребра. Формирование ребер объекта завершается с приходом наХ=гзпд созе 40 У=гз 1 пО соз 2=гсоз 0 45 50 55 интерфейс 11 кода конца массива, который записывается в ОЗУ 3, после чего ЦП 6 переходит на формирование массива точек поверхности объекта вида Хт, Ут, 2 т, "цвет Т", где Хт, Ут, 2 т - координаты точки поверхности изображения объекта, а "цвет Т" - цвет точки поверхности объекта, и через магистральный коммутатор 15 записывает массив точек поверхности в промежуточноеОЗУ 4.ЦП 6 после извлечения из ОЗУ 3 кодаконца массива завершает формированиеточек поверхности изображения объекта в промежуточное ОЗУ 4. Устройство 16 считывает иэ промежуточного ОЗУ 4 массив точек поверхности изображения пространствен, ного объекта и формирует в буферном ОЗУ9 кадр изображения, который далее выво дится на экран устройства 10 отображения,При взаимодействии с изображением , пространственного объекта в виде переме щения маркера по поверхности иэображения с целью выбора точки, необходимой для , выполнения последующей геометрическойоперации, ручной манипулятор 8 используется для формирования и передачи черезконтроллер 7 ручного манипулятора, фор ,мирователь 12 координат маркера в ЦП 6 координат маркера О, р в сферической системе координат.ЦП 6 вычисляет координаты Х, У,2 точки пересечения луча, определяемого координатами а, р маркера, с поверхностью изображения объекта и передает координаты Х, У, 2 точки пересечения в формирователь , координат маркера 12. При вычислении ко ординат Х, У, 2 используются выражения: где г - радиус-вектор точки пересечения на поверхности изображения пространственного объекта.Формирователь 12 координат маркера считывает через магистральный коммутатор 15 из промежуточного ОЗУ 4 информацию о координатах и цвете точки поверхности изображения Хт, Ут, 2 т "цвет Т", соответствующую координатам вычисленной точки пересечения Х, У, 2, записывает информацию о координатах и цвете Хт, Ут, 2 т, "цвет Т" в память 13 замещения и перезаписывает информацию, соответствующую координатам Х, У,2 в промежуточное ОЗУ 4, заменив "цвет Т" на "цвет М", где "цвет М" - цвет 5 10 15 20 25 30 35 маркера, информация о котором считывается из ОЗУ 3При изменении координат маркера, осуществляемом оператором посредством ручного манипулятора 8, ЦП 6 вычисляет координаты новой точки пересечения луча, определяемого новыми координатами маркера с поверхностью изображения и передает новые значения Х, У, 2 в формирователь 12 координат маркера, который считывает из памяти 13 замещения координаты и цвет точки поверхности изображения, соответствующие предыдущей точке маркера на иэображении, согласно которым из промежуточного ОЗУ 4 считывает и записывает в память 13 замещения координаты и цвет предыдущей точки маркера на иэображении, а данные, считанные из памяти 13 замещения, записывает в промежуточное ОЗУ 4 вместо данных о предыдущей точке маркера. Затем формирователь 12 координат маркера из промежуточного ОЗУ 4 и записывает в память 13 замещения координаты и цвет точки поверхности изображения, соответствующие новым значениям координат Х, У, 2, вычисленным ЦП 6 для новых координат маркера, а в промежуточное ОЗУ 4 вместо считанных координат и цвета точки изображения записывает координаты нового положения маркера с цветом маркера, определяемым при считывания координат и цвета предыдущей точки маркера иэ памяти 13 замещения,Устройство 16 считывает из промежуточного ОЗУ 4 массив точек поверхности изображения и формирует в буферном ОЗУ 9 кадр изображения, выводимый далее на устройство 10 отображения.Изменение координат маркера посредством ручного манипулятора 8 повторяютдо момента выбора оператором точки маркера на поверхности иэображения, необходимой для выполнения последующих операций взаимодействия. После выбора точки. маркера на поверхности изображения оператор осуществляет взаимодействие с иэображением в виде геометрических операций, в которых первым действием всегда является запоминание координат выбранной точки маркера на поверхности изображения.Наиболее характерными, типовыми геометрическими операциями являются перемещение и поворот.При выполнении взаимодействия с изображением в виде геометрической операции перемещения изображения, задаваемой оператором соответствующей командой с блока 1 клавиатуры, вводимой в ЦП 6 через интерфейс 2 клавиатуры, операЬХ = Хн Хв, ЬУ = Ун Ув,45 А В С О Е Е 0 Н 1 тор посредством ручного манипулятора 8 та окончания выполнения перемещенияформирует координаты для перемещения изображения по команде, вводимой операвыбранной на изображении точки маркера тором в ЦП 6 с блока 1 клавиатуры черезв новую произвольно задаваемую операто- интерфейс 2 клавиатуры,ром точку в пространстве изображения, 5 При выполнении взаимодействия спричем отсчет координат перемещения иэображением в виде геометрической опемаркера в новую точку производится отно- рации поворота изображения пространстсительно координат выбранной точки мар- венного объекта, задаваемой операторомкера, хранимых в ОЗУ 3 после выбора точки соответствующей командой с блока 1 клавимаркера на поверхности изображения. 10 атуры, вводимой в ЦП 6 через интерфейс 2Перемещение маркера в новую произ- клавиатуры, оператор посредством ручноговольно задаваемую точку и соответствую- манипулятора 8 формирует координаты ЬО,щее перемещение всего изображения Ьр в сферической системе координат дляпространственного объекта выполняются нового положения маркера в новое произследующим образом. Посредством ручного 15 вольно задаваемое оператором положениеманипулятора 8 оператор формирует коор- в пространстве изображения. Отсчет координаты изменения положения маркера от- динат ЬО, Ьр поворота маркера в новоеносительно выбранной точки, которые положение производится относительно сочереэ контроллер 7 ручного манипулятора, ответствующих координат выбранной точкиформирователь 12 координат маркера по маркера 0, ъ в сферической системе коступают в ЦП 6, который передает их в со- ординат, которые записаны в ОЗУ 3 послепроцессор 14, Сопроцессор 14 выполняет выбора точки маркера на поверхности иэогеометрические преобразования координат бражения.точек поверхности изображения, которыесчитывает из промежуточного ОЗУ 4 через 25 Поворот выбранной точки маркера в номагистральный коммутатор 15, с высокой вое произвольно задаваемое операторомскоростью за счет параллельного преобра- положение, а также поворот всех точек позования координат точек поверхности груп- верхности изображения пространственногопами массивами) согласно формулам объекта выполняется следующим образом.преобразования при параллельном перено Посредством ручного манипулятора 8 оператор формирует координаты ЬО, Ьр из ,,менения положения маркера относительноХ=Х+ ЬХ;У=У+ ЬУ;Е=Е+ЬЕ; соответствующих координат В, уЪ выбранной точки в сферической системе коор 35 динат г, О, р для поворота маркера вновую точку, которые через контроллер 7манипулятора, формирователь 12 коордигеХ УЕинат маркера поступают в ЦП 6. Центральде Е и Х, У, Л - координаты точек ный процессор 6 считывает из ОЗУ 3поверхности изображения пространствен координаты г ВуЪ выбранной точкиного объекта до и после выполнения пере- маркера и, используя выражения:носа (перемещения);ЬХ, ЬУ,ЬЕ - координаты изменения г=г,; Я, =О, +ЬО:положения маркера относительно выбранной точки маркера; ъ =р +Ьр,Х. Ув, Ев - координаты выбранной точкиопределяет абсолютные значения коордиХн, Ун, Ен - координаты новой точки нат маркера в новом положении в пространма кеа,аркера, стве изображения, которые записывает ви записывает координаты новых точек по ОЗУ 3. Затем по известным координатамверхности иэображения через магистраль- выбранной точки г, Ов, уЪ и новой точкиный коммутатор 15 в промежуточное ОЗУ 4, г, О р, маркера ЦП 6 определяет параЗатем через устройство 16 и б е ное О У 9Р У Р 6 бУфеРое ОЗУ 9 метры для преобразования точек поверхнокоординаты новых точек изоб ажения вывоРд ек изображениЯ выво- сти изображения при повороте в видедятся на экран устройства 10 отображения, 55 матрицы коэффматрицы коэффициентовПри формировании оператором посредством ручного манипулятора 8 новых координат изменения положения маркерауказанные операции повторяются до моменгдеА =соза созе; В =з 1 па созе;С = - зп 3;5О = - зи а соз у+ соз а зи р з 1 п у;Е =соза созу+з 1 па з 1 пф з 1 пУ; Е =созе з 1 пу; 1=созР созу; А В С О Е Р 0 Н Хв, Ув, гв=1 Х Угт 0 = зи а з 1 пф+ соз а з 1 пр соз у; Н = - соз а з 1 п у+ зи а з 1 п р соз У,; а, р, у - углы, образованные при по, вороте точки в плоскостях УОг, ХОг, ХОУсоответственно,1и передает их сопроцессору 14. Сопроцессор 14 через магистральный коммутатор 15 осуществляет чтение из промежуточногоОЗУ 4 информации о координатах в цвете ; точек поверхности изображения, преобразование координат по формуле ГдЕ Хт, Ут, гт И ХВ, УВ, гВ - КООрдИНатЫ ТОЧЕК поверхности изображения до и после поворота,и запись новых координат точек в промежуточное ОЗУ 4, которые затем через устройство 16 и буферное ОЗУ 9 выводятся на экран устройства 10 отображения,При формировании оператором посредством ручного манипулятора 8 нОвых координат ЬО, Лу изменения положения маркера указанные .операции по взаимодействию с изображением при повороте повторяются до момента окончания выполнения поворота по соответствующей команде, вводимой оператором в ЦП 6 с блока 1 клавиатуры через интерфейс 2 клавиатуры.8 случае выполнения геометрической операции, отличной от рассмотренных, последовательность выполнения операций со 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 храняется, при этом сопроцессор 14 выполняет преобразование точек поверхности изображения согласно требуемой геометрической операции.ф ар мул а изобретен ияСпособ взаимодействия с изображением пространственных объектов, заключающийся в формировании изображения пространственных объектов и выполнении над ним геометрических операций, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности за счет уменьшения времени выбора оператором точки поверхности изображения пространственного объекта и параметров геометрических операций, формируют маркер и производят движение маркера по поверхности изображения пространственного объекта до выбранной оператором точки, при этом задают посредством ручного манипулятора угловые координаты маркера О ив сферической системе координат, вычисляют и запоминают координаты Х, У, г в прямоугольной системе координат точки пересечения луча, определяемого координатами маркера 0 и р, с поверхностью изображения пространственного объекта, запоминают цвет точки с указанными координатами, замещают его на поверхности изображения пространственного объекта на цвет маркера, а при изменении координат маркера восстанавливают, задают требуемую геометрическую операцию, в которой запоминают выбранную оператором точку, задают посредством ручного манипулятора координаты изменения положения маркера в новую, произвольно выбираемую оператором точку в прямоугольной или сферической системе координат в зависимости от вида геометрической операции, на основании координат выбранной точки и координат изменения положения маркера определяют параметры геометрической операции, вычисляют координаты точек поверхности изображения пространственного объекта в соответствии с требуемой геометрической операцией, запоминают их и визуалиэируют,1667110Составитель В,Есипов едактор М.Келемеш Техред М.Моргентэл Корректор Э.Лончаков аз 2527 Тираж 412 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10