JP4675129B2 - Three-dimensional shape processing apparatus, three-dimensional shape processing method, program, and recording medium - Google Patents

Three-dimensional shape processing apparatus, three-dimensional shape processing method, program, and recording medium Download PDF

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Description

本発明は、3次元形状処理装置、3次元形状処理方法、プログラムおよび記録媒体に関し、具体的には、3次元形状モデルの鋭い角度をなす2平面の交線を強調表示する3次元形状処理・表示技術に関し、3次元CAD/CAM/CAE/CGシステムなどにおける3次元形状処理・表示技術に好適である。   The present invention relates to a three-dimensional shape processing apparatus, a three-dimensional shape processing method, a program, and a recording medium, and more specifically, three-dimensional shape processing / highlighting a line of intersection of two planes forming a sharp angle of a three-dimensional shape model. The display technology is suitable for 3D shape processing / display technology in a 3D CAD / CAM / CAE / CG system or the like.

3次元CAD/CAM/CGシステムなどの普及により3次元形状データの利用者層が拡大するとともに、3次元形状データを有効活用する機会が増えている。
このようなシステムでは、3次元形状データを表示装置などに表示して形状を把握している。特定の部分を見つけたいときには、その部分を強調して表示したり、印を付けて表示している。
With the spread of 3D CAD / CAM / CG systems and the like, the number of users of 3D shape data has expanded, and opportunities for effective use of 3D shape data have increased.
In such a system, the shape is grasped by displaying three-dimensional shape data on a display device or the like. When you want to find a specific part, the part is highlighted or displayed.

例えば、輪郭線を強調したいときには、特許文献1では、CADデータ及びCADデータと予め位置合わせされた非接触計測点データを記録しておき、所定形状を有する解析面をCADデータから抽出し、解析面と非接触計測点データとを用いて面生成を行い、生成された面同士の交線を輪郭線として抽出するようにしている。これにより、非接触計測点データのバラツキによる影響を抑え、より正確な輪郭抽出ができ、鋭角を有する角部の輪郭線を正確に抽出することができる。   For example, when it is desired to emphasize a contour line, in Patent Document 1, CAD data and non-contact measurement point data previously aligned with CAD data are recorded, an analysis surface having a predetermined shape is extracted from CAD data, and analyzed. Surface generation is performed using the surface and non-contact measurement point data, and an intersection line between the generated surfaces is extracted as a contour line. Thereby, the influence by the variation of non-contact measurement point data can be suppressed, more accurate contour extraction can be performed, and the contour line of the corner having an acute angle can be accurately extracted.

また、特許文献2では、表示画像に含まれる、投影後の多角形の各辺を構成する画素の各々が、2つの投影後の多角形で共有する辺である稜線を構成する画素であるか、1つの投影後の多角形の辺である輪郭線を構成する画素であるかを判定し、輪郭線を構成する画素と稜線を構成する画素との各画素の投影後の表示画像の輝度に対し、輪郭線を構成する画素と稜線を構成する画素とのそれぞれについて予め定めた複数の輝度変調方法のうち指定手段により指定された輝度変調方法にしたがって、投影後の表示画像の輝度の変調を行うようにしている。これにより、輪郭線や稜線を強調することができるので、3次元の物体形状を理解しやすくなる。   Further, in Patent Document 2, whether each pixel constituting each side of the projected polygon included in the display image is a pixel constituting a ridge line that is a side shared by the two projected polygons. It is determined whether the pixel constitutes a contour line that is a side of one projected polygon, and the brightness of the display image after projection of each pixel of the pixel constituting the contour line and the pixel constituting the ridge line is determined. On the other hand, the luminance of the display image after projection is modulated according to the luminance modulation method designated by the designation means among the plurality of luminance modulation methods predetermined for each of the pixels constituting the contour line and the pixels constituting the edge line. Like to do. Thereby, since a contour line and a ridgeline can be emphasized, it becomes easy to understand a three-dimensional object shape.

また、特許文献3では、3次元空間に配置されたNURBS曲面の境界曲線を表示装置に表示したとき、まず、隣接する2枚のNURBS曲面の境界曲線の制御点が完全に一致するかどうかを判定する。曲線の制御点が一致しないと判定されたときに、2曲線を融合した1本の曲線を生成し、元の2曲線をN分割したときの曲線上の点間の距離と点における接平面を計算し、生成した曲線のいくつかの点に接触するよう接平面を割り当てて、接触平面を生成し、接触平面上に元の2曲線の差分を実数倍した情報から点を生成し、生成した点より補間曲線を生成することにより、曲線間の微小距離を強調して表示するようにしている。
これにより、プログラムの煩雑さをなくし、形状全体と詳細に見たい部分との関連を直感的に把握できるようにした。
特開2000−306111号公報 特開平08−279057号公報 特開2001−351117号公報
In Patent Document 3, when a boundary curve of a NURBS curved surface arranged in a three-dimensional space is displayed on a display device, first, whether or not the control points of the boundary curves of two adjacent NURBS curved surfaces completely match. judge. When it is determined that the control points of the curves do not match, a single curve is generated by merging the two curves, and the distance between the points on the curve and the tangent plane at the points when the original two curves are divided into N parts Calculate and assign a tangent plane to contact some points of the generated curve, generate a contact plane, generate a point from information obtained by multiplying the difference between the original two curves on the contact plane by a real number, and generate By generating an interpolation curve from the points, the minute distance between the curves is emphasized and displayed.
This eliminates the complexity of the program and makes it possible to intuitively understand the relationship between the entire shape and the part that you want to see in detail.
JP 2000-306111 A Japanese Patent Laid-Open No. 08-279057 JP 2001-351117 A

一方、出来上がった3次元形状が人手に触れるような物である場合、とがった部分があると誤って触れてけがをするなどの危険がある。このようなときには、設計段階等でそのような部分を取り除く、若しくは先端を丸める加工を施す等の対策をとる必要がある。   On the other hand, when the completed three-dimensional shape touches human hands, there is a danger of accidental touching and injury if there are sharp points. In such a case, it is necessary to take measures such as removing such a part at the design stage or performing a process of rounding the tip.

しかしながら、上記の従来技術では、3次元形状の2平面のなす角度が指定したある角度以下の場合に強調表示することができなかった。   However, in the above-described conventional technology, it is impossible to perform highlighting when the angle formed by the two planes of the three-dimensional shape is equal to or less than a specified angle.

本発明は、上述のような実情を考慮してなされたものであって、同一の3次元座標空間に置かれた、2平面のなす角度が指定した角度以下であるときの2平面の交線を強調表示するようにして、とがった部分を視覚的に容易に判別することができる3次元形状処理装置、3次元形状処理方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above situation, and is an intersection of two planes when the angle formed by the two planes placed in the same three-dimensional coordinate space is equal to or less than the specified angle. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional shape processing apparatus, a three-dimensional shape processing method, a program, and a recording medium capable of visually distinguishing a pointed portion by highlighting.

上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、3次元形状モデルの処理と表示を行う3次元形状処理装置において、3次元形状モデルの形状データを記憶する形状データ記憶手段と、指定された3次元形状モデルの辺情報を前記形状データ記憶手段から抽出する辺情報抽出手段と、前記辺情報抽出手段で抽出された辺情報に対して、前記形状データ記憶手段を参照して、当該辺情報を共有する2つの3次元平面のなす角度を計算し、該角度が予め指定された角度以下であるかを判定する角度計算手段と、前記指定された3次元形状モデルを表示するときに、前記角度計算手段で予め指定された角度以下である判定された辺を強調表示する表示手段と、を備える3次元形状処理装置であって、前記表示手段は、予め指定された角度以下の角度をなす2平面の交線が、その交線より視点側にある3次元形状モデルのシェーディング表示される部分と重なる場合には、該交線を表示しないことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 is a three-dimensional shape processing apparatus for processing and displaying a three-dimensional shape model, and a shape data storage means for storing shape data of the three-dimensional shape model; The edge information extracting means for extracting the edge information of the designated three-dimensional shape model from the shape data storing means, and the edge information extracted by the edge information extracting means with reference to the shape data storing means. Calculating an angle formed by two three-dimensional planes sharing the edge information, and determining whether the angle is equal to or smaller than a predetermined angle and the specified three-dimensional shape model. when, a three-dimensional shape processing apparatus and a display means for highlighting the determined edges is below a pre-specified angle by said angle calculating means, said display means, previously designated angle than 2 plane intersection line forms an angle of, when overlapping the shaded displayed part of the three-dimensional model on the viewpoint side than the intersection line, characterized in that it does not display the intersection line.

請求項2に記載の発明は、3次元形状モデルの処理と表示を行う3次元形状処理方法において、3次元形状処理装置が、3次元形状モデルの形状データを記憶する形状データ記憶手段から、指定された3次元形状モデルの辺情報を抽出する工程と、前記抽出された辺情報に対して、前記形状データ記憶手段を参照して、当該辺情報を共有する2つの3次元平面のなす角度を計算する工程と、該角度が予め指定された角度以下である場合、表示する3次元形状モデルのうち当該辺を強調表示する工程とを有する3次元形状処理方法であって、前記表示する工程において、予め指定された角度以下の角度をなす2平面の交線が、その交線より視点側にある3次元形状モデルのシェーディング表示される部分と重なる場合には、該交線を表示しないことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional shape processing method for processing and displaying a three-dimensional shape model, wherein the three-dimensional shape processing device is designated from shape data storage means for storing shape data of the three-dimensional shape model. Extracting the edge information of the three-dimensional shape model thus obtained, and referring to the shape data storage means for the extracted edge information, an angle formed by two three-dimensional planes sharing the edge information is determined. A three-dimensional shape processing method comprising: a step of calculating; and a step of highlighting the side of a three-dimensional shape model to be displayed when the angle is equal to or less than a predetermined angle. When the intersecting line of two planes forming an angle equal to or smaller than the angle specified in advance overlaps the portion of the 3D shape model that is closer to the viewpoint than the intersecting line, the intersection line is not displayed. It is characterized by that.

請求項に記載の発明は、コンピュータに、請求項1記載の3次元形状処理装置の機能を実現させるためのプログラムである。
請求項に記載の発明は、請求項に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
According to a third aspect of the invention, the computer is a program for realizing the functions of the three-dimensional shape processing apparatus according to claim 1 Symbol placement.
The invention according to claim 4 is a computer-readable recording medium storing the program according to claim 3 .

本発明によれば、同一の3次元座標空間に置かれた、2平面のなす角度が指定した角度以下のシャープエッジを強調表示するので、シャープエッジを視覚的に容易に判別することができる。
また、2平面が凸をなす場合のシャープエッジのみを強調表示するので、凹凸が多い場合などに、凸になったシャープエッジを容易に判別することができる。
According to the present invention, sharp edges that are placed in the same three-dimensional coordinate space and whose angle between the two planes is less than the specified angle are highlighted, so that the sharp edges can be easily visually identified.
Further, since only the sharp edge when the two planes are convex is highlighted, the sharp edge that is convex can be easily discriminated when there are many irregularities.

また、他の面の影に隠れるシャープエッジを表示しない構成にした場合、他の面によってシャープエッジが保護されているかを容易に判別することができる Further, when a configuration is adopted in which a sharp edge hidden by the shadow of another surface is not displayed, it is possible to easily determine whether the sharp edge is protected by the other surface .

以下、図面を参照して本発明の3次元形状処理装置に係る好適な実施形態について説明する。
図1は、本発明が適用される3次元形状処理装置のハードウェア構成図である。図1において、3次元形状処理装置は、プログラムに従って動作するCPU1、そのプログラムや各種データを一時的に記憶するメモリ(例えば、ROMやRAM等)2、プログラムや各種データを保存しておく外部記憶装置(例えば、ハードディスク装置)3、キーボード、マウスなどを有して3次元形状データを含む各種データや指示を入力する入力装置4、3次元形状モデルなどを表示する表示装置5などを備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the three-dimensional shape processing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a hardware configuration diagram of a three-dimensional shape processing apparatus to which the present invention is applied. In FIG. 1, a three-dimensional shape processing apparatus includes a CPU 1 that operates according to a program, a memory (eg, ROM, RAM, etc.) 2 that temporarily stores the program and various data, and an external storage that stores the program and various data. A device (for example, a hard disk device) 3, a keyboard, a mouse, and the like are provided, an input device 4 for inputting various data including 3D shape data and instructions, a display device 5 for displaying a 3D shape model, and the like. .

図2は、本実施形態に係る3次元形状処理装置の機能を示すブロック図である。同図において、3次元形状処理装置は、形状データ記憶部11に記憶された3次元形状データを用いて3次元形状処理を行う一般的な機能のほかに、辺情報抽出部12、角度計算部13、シャープエッジ記憶部14、表示部15とを含んで構成される。
上記の各処理部は、前記したようなハードウェアとプログラムにより実現され、また、形状データ記憶部11、シャープエッジ記憶部14は、外部記憶装置3を用い、各処理部の中間的な処理結果はメモリ2や外部記憶装置3を用いて記憶される。
FIG. 2 is a block diagram illustrating functions of the three-dimensional shape processing apparatus according to the present embodiment. In the figure, the three-dimensional shape processing apparatus includes a side information extraction unit 12, an angle calculation unit, in addition to a general function of performing three-dimensional shape processing using the three-dimensional shape data stored in the shape data storage unit 11. 13, a sharp edge storage unit 14 and a display unit 15.
Each of the above processing units is realized by the hardware and program as described above, and the shape data storage unit 11 and the sharp edge storage unit 14 use the external storage device 3, and the intermediate processing result of each processing unit. Is stored using the memory 2 or the external storage device 3.

辺情報抽出部12は、形状データ記憶部11に記憶されている3次元形状モデルが指定されると、次の手順で処理を行った後、制御を表示部15へ渡す。
ここで、指定された3次元形状モデルと予め設定された角度ε(鋭角と判定するための閾値)に対して、3次元形状モデル中の2平面がなす角度が閾値ε以下である場合に、この2平面の交線をシャープエッジと定義する。
When the three-dimensional shape model stored in the shape data storage unit 11 is designated, the side information extraction unit 12 performs processing according to the following procedure, and then passes control to the display unit 15.
Here, when the angle formed by the two planes in the three-dimensional shape model with respect to the designated three-dimensional shape model and a preset angle ε (threshold for determining an acute angle) is equal to or less than the threshold ε, The intersection of these two planes is defined as a sharp edge.

(1)形状データ記憶部11を参照して、指定された3次元形状モデルから一本の辺の情報を抽出する。
辺の抽出方法は、指定された3次元形状モデル中の辺を一本ずつ取り出す方法や、この3次元形状モデル中のすべての辺を抽出してリストを作成し、このリストから一本ずつ取り出す方法などがある。
(2)取り出した辺を角度計算部13へ渡して、この辺がシャープエッジであるかを判定させて、シャープエッジである場合、この辺の情報をシャープエッジ記憶部14へ記憶させる。
(3)指定された3次元形状モデルの全ての辺に対して、上記(1)および(2)を処理する。
(1) Referring to the shape data storage unit 11, information on one side is extracted from the specified three-dimensional shape model.
The edge extraction method is a method of taking out one edge in a specified 3D shape model one by one, or extracting all edges in the 3D shape model to create a list, and taking out one edge from this list. There are methods.
(2) The extracted side is passed to the angle calculation unit 13 to determine whether the side is a sharp edge. When the side is a sharp edge, information on the side is stored in the sharp edge storage unit 14.
(3) The above (1) and (2) are processed for all the sides of the specified three-dimensional shape model.

角度計算部13は、次の処理を行って、渡された辺がシャープエッジであるかを判定し、シャープエッジであればその辺をシャープエッジ記憶部14に記憶して、辺情報抽出部12へ制御を戻す。   The angle calculation unit 13 performs the following processing to determine whether the passed edge is a sharp edge. If the edge is a sharp edge, the angle calculation unit 13 stores the edge in the sharp edge storage unit 14 and the edge information extraction unit 12. Return control to

(1)辺情報抽出部12から渡された辺情報から、渡された辺の端点(頂点C、頂点Dとする)の座標を形状データ記憶部11から取り出しメモリ2に記憶しておく。
(2)辺CDを含む2平面を形状データ記憶部11から取得し、辺CDを含む2つのポリゴンを取り出し、その端点ではない頂点(頂点A、頂点Bとする)をメモリ2に記憶しておく。
(3)頂点Aを含む平面の法線ベクトル(nAとする)および頂点Bを含む平面の法線ベクトル(nBとする)をそれぞれ形状データ記憶部11から取得して、メモリ2に記憶しておく(図3参照)。このとき、各法線ベクトルが単位ベクトルでない場合は、各ベクトルをその長さで割って単位ベクトルにしておく。
(4)頂点Aと頂点Cを結ぶベクトルαと頂点Bと頂点Cを結ぶベクトルβとの内積αβから角度θを計算し、メモリ2に記憶する。
ここで、図4に示すように、2つのベクトルの成分をそれぞれ
ベクトルα=(a,a,a)、
ベクトルβ=(b,b,b
とすると、ベクトルαとβがゼロベクトルでなければ、ベクトルαとベクトルβの内積αβから角度θを求めることができる。
(1) From the edge information passed from the edge information extraction unit 12, the coordinates of the end points (vertex C and vertex D) of the passed edge are extracted from the shape data storage unit 11 and stored in the memory 2.
(2) Two planes including the side CD are acquired from the shape data storage unit 11, two polygons including the side CD are taken out, and vertices (vertex A and vertex B) that are not the end points are stored in the memory 2. deep.
(3) The normal vector of the plane including vertex A (referred to as nA) and the normal vector of the plane including vertex B (referred to as nB) are respectively obtained from the shape data storage unit 11 and stored in the memory 2 (See FIG. 3). At this time, if each normal vector is not a unit vector, each vector is divided by its length to be a unit vector.
(4) The angle θ is calculated from the inner product αβ of the vector α connecting the vertex A and the vertex C and the vector β connecting the vertex B and the vertex C, and stored in the memory 2.
Here, as shown in FIG. 4, the components of the two vectors are respectively expressed as vectors α = (a 1 , a 2 , a 3 ),
Vector β = (b 1 , b 2 , b 3 )
Then, if the vectors α and β are not zero vectors, the angle θ can be obtained from the inner product αβ of the vectors α and β.

(5)メモリ2に記憶しておいた法線ベクトルnAとnBのベクトルの和を求め、それをベクトルnABとしてメモリ2に記憶しておく。
(6)このベクトルnABと、ベクトルCAの成分を用いて、二つのベクトルの内積を(式1)で計算して、2つの平面のなす角の凹凸を判定する。この凹凸は、内積が正の値ならば凸であり(図5(A)参照)、内積が負の値ならば凹であり(図5(B)参照)、内積が0であれば、2平面は180度をなしていると判定する。
(7)ベクトルABとベクトルCAの内積が負であれば、(360−θ)度を2平面がなす角度θとする。
内積が正または0の場合には、角度θを2平面のなす角度とする。
(8)この角度θが、予め設定してあった閾値εより小さいときには、辺情報抽出部12から渡された辺の情報をシャープエッジとしてシャープエッジ記憶部14へ記憶する。
(5) The sum of the normal vectors nA and nB stored in the memory 2 is obtained and stored in the memory 2 as the vector nAB.
(6) Using this vector nAB and the component of the vector CA, the inner product of the two vectors is calculated by (Equation 1) to determine the unevenness of the angle formed by the two planes. The unevenness is convex if the inner product is a positive value (see FIG. 5A), concave if the inner product is a negative value (see FIG. 5B), and 2 if the inner product is 0. It is determined that the plane is 180 degrees.
(7) If the inner product of the vector AB and the vector CA is negative, the (360−θ) degree is set to an angle θ formed by the two planes.
When the inner product is positive or 0, the angle θ is an angle formed by two planes.
(8) When the angle θ is smaller than the preset threshold value ε, the edge information passed from the edge information extraction unit 12 is stored in the sharp edge storage unit 14 as a sharp edge.

表示部15は、表示装置5に表示された指定3次元形状モデルに対し、シャープエッジ記憶部14に記憶された辺に対して、強調表示を行わせる。このとき、強調表示としては、例えば、線の色、線の幅や線の種類を1つ以上組み合わせて、他の辺とは異なるように変えて表示する。   The display unit 15 causes the specified three-dimensional shape model displayed on the display device 5 to be highlighted on the sides stored in the sharp edge storage unit 14. At this time, as the highlight display, for example, one or more line colors, line widths, and line types are combined and displayed differently from the other sides.

また、ユーザから(1)隠れたシャープエッジを常に表示する、あるいは、(2)隠れた部分のシャープエッジだけは表示しないかを指示させるようにした場合、表示部15は、表示装置5に3次元形状モデルを表示するときに、この指示に基づいて、シャープエッジより視点側にシェーディング表示にする3次元形状モデルとシャープエッジが重なる部分が存在する場合は、重なる部分についてはシャープエッジを表示しない。
あるいは、シャープエッジより視点側にシェーディング表示にする3次元形状モデルとシャープエッジが重なる部分が存在しても、常にシャープエッジを最前面に表示する。
If the user (1) always displays a hidden sharp edge, or (2) instructs the user not to display only the hidden sharp edge, the display unit 15 causes the display device 5 to display 3 When displaying the 3D shape model, if there is a portion where the sharp edge overlaps with the 3D shape model to be shaded and displayed on the viewpoint side from the sharp edge based on this instruction, the sharp edge is not displayed for the overlapping portion. .
Alternatively, the sharp edge is always displayed in the foreground even if there is a portion where the sharp edge overlaps with the three-dimensional shape model to be shaded and displayed on the viewpoint side of the sharp edge.

図6は、シャープエッジの強調表示の例である。この例では、シャープエッジ(閾値εを90度とする)を他の辺と線の色(黄色)や線の幅(太線)を変えて表示している。   FIG. 6 is an example of sharp edge emphasis display. In this example, a sharp edge (threshold ε is set to 90 degrees) is displayed by changing the color of the other side and the line (yellow) and the line width (thick line).

以上のような構成により、同一の3次元座標空間に置かれた、2平面のなす角度が指定した角度以下のシャープエッジを強調表示するので、シャープエッジを視覚的に容易に判別することができる。
また、2平面が凸をなす場合のシャープエッジのみを強調表示するので、凹凸が多い場合などに、凸になったシャープエッジを容易に判別することができる。
With the configuration as described above, sharp edges that are placed in the same three-dimensional coordinate space and whose angle between two planes is less than a specified angle are highlighted, so that the sharp edges can be easily visually identified. .
Further, since only the sharp edge when the two planes are convex is highlighted, the sharp edge that is convex can be easily discriminated when there are many irregularities.

また、他の面の影に隠れるシャープエッジを表示しない構成にした場合、他の面によってシャープエッジが保護されているかを容易に判別することができる。
また、他の面の影に隠れるシャープエッジであっても表示する構成にした場合、他の面の影になっているシャープエッジも容易に判別することができる。
Further, when a configuration is adopted in which a sharp edge hidden by the shadow of another surface is not displayed, it is possible to easily determine whether the sharp edge is protected by the other surface.
In addition, even when a sharp edge hidden by the shadow of another surface is displayed, it is possible to easily determine a sharp edge that is a shadow of another surface.

図7は、角度計算部13において、一つの辺がシャープエッジであるかを判定する処理を説明するためのフローチャートである。
まず、辺情報抽出部12で辺情報を取得する(ステップS1)。
次に、辺情報抽出部12から渡された辺情報からその辺に隣接する面の法線と、その辺に隣接するポリゴンの座標を形状データ記憶部11から取得する(ステップS2)。
即ち、渡された辺の端点(それぞれ頂点C、頂点Dとする)の座標を取り出しメモリ2に記憶しておく。続いて、辺CDを含む2平面を形状データ記憶部11から取得し、辺CDを含む2つのポリゴンを取り出し、その端点ではない頂点(頂点A、頂点Bとする)をメモリ2に記憶しておく。そして、頂点Aを含む平面の法線ベクトル(nAとする)と、頂点Bを含む平面の法線ベクトル(nBとする)を形状データ記憶部11から取り出しメモリ2に記憶しておく。
FIG. 7 is a flowchart for explaining processing for determining whether one side is a sharp edge in the angle calculation unit 13.
First, the edge information extraction unit 12 acquires edge information (step S1).
Next, the normal of the surface adjacent to the side and the coordinates of the polygon adjacent to the side are acquired from the shape data storage unit 11 from the side information passed from the side information extraction unit 12 (step S2).
That is, the coordinates of the end points of the handed sides (vertex C and vertex D, respectively) are extracted and stored in the memory 2. Subsequently, two planes including the side CD are acquired from the shape data storage unit 11, two polygons including the side CD are taken out, and vertices (vertex A and vertex B) that are not the end points are stored in the memory 2. deep. Then, the normal vector of the plane including the vertex A (referred to as nA) and the normal vector of the plane including the vertex B (referred to as nB) are extracted from the shape data storage unit 11 and stored in the memory 2.

頂点Aと頂点Cを結ぶベクトルと頂点Bと頂点Cを結ぶベクトルの成分から(式2)を使って、二つのベクトルの内積から角度θを計算してメモリ2に記憶する(ステップS3)。   The angle θ is calculated from the inner product of the two vectors from the vector component connecting the vertex A and vertex C and the vector component connecting the vertex B and vertex C, and stored in the memory 2 (step S3).

次に、2平面のなす角が凸であるか凹であるかを判定する(ステップS4)。
まず、メモリ2に記憶しておいた法線ベクトルnA、nBのベクトルの和をとる。このとき、各法線ベクトルが単位ベクトルでない場合は、各ベクトルをその長さで割って単位ベクトルとしてからベクトルの和を求め、それをベクトルnABとしてメモリに記憶しておく。
そして、このベクトルnABと、ベクトルCAの成分から(式1)を使って二つのベクトルの内積を計算する。もし、内積が正の値ならば2平面のなす角は凸であり、内積が負の値ならば2平面のなす角は凹であり、0ならば2平面のなす角は180度をなしていると判定する。
Next, it is determined whether the angle formed by the two planes is convex or concave (step S4).
First, the sum of the normal vectors nA and nB stored in the memory 2 is taken. At this time, if each normal vector is not a unit vector, each vector is divided by its length to obtain a unit vector, and the sum of the vectors is obtained and stored as a vector nAB in a memory.
Then, the inner product of the two vectors is calculated from the vector nAB and the components of the vector CA using (Equation 1). If the inner product is a positive value, the angle formed by the two planes is convex. If the inner product is a negative value, the angle formed by the two planes is concave. If the inner product is 0, the angle formed by the two planes is 180 degrees. It is determined that

ベクトルnABとベクトルCAの内積が負であれば(ステップS5のYES)、(360−θ)度を2平面がなす角度θとする(ステップS6)。一方、内積が正または0の場合(ステップS5のNO)、角度θを2平面のなす角度とする。   If the inner product of the vector nAB and the vector CA is negative (YES in step S5), the (360−θ) degree is set to an angle θ formed by the two planes (step S6). On the other hand, when the inner product is positive or 0 (NO in step S5), the angle θ is set to an angle formed by two planes.

最後に、角度θが予め設定した閾値ε以下である場合(ステップS7のYES)、渡された辺がシャープエッジであるとして、この辺情報をシャープエッジ記憶部14に記憶して処理を終了する(ステップS8)。
一方、角度θが予め設定した閾値ε以上である場合(ステップS7のNO)、渡された辺はシャープエッジでないとして、処理を終了する。
Finally, when the angle θ is equal to or smaller than the preset threshold value ε (YES in step S7), the handed side is assumed to be a sharp edge, and this side information is stored in the sharp edge storage unit 14 and the process is terminated ( Step S8).
On the other hand, when the angle θ is equal to or larger than the preset threshold value ε (NO in step S7), it is determined that the handed side is not a sharp edge, and the process ends.

本発明は、上述した実施形態のみに限定されたものではない。上述した実施形態の3次元形状処理装置を構成する各機能をそれぞれプログラム化して、予め記録媒体に書き込んでおき、この記録媒体に記録されたこれらのプログラムをコンピュータに備えられたメモリあるいは記憶装置に格納し、そのプログラムを実行することによって、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体も本発明を構成することになる。
また、上記プログラムは、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することによって上述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
The present invention is not limited only to the above-described embodiments. Each function constituting the three-dimensional shape processing apparatus of the above-described embodiment is programmed and written in a recording medium in advance, and these programs recorded on the recording medium are stored in a memory or a storage device provided in the computer. It goes without saying that the object of the present invention is achieved by storing and executing the program. In this case, the program itself read from the recording medium realizes the functions of the above-described embodiment, and the program and the recording medium recording the program also constitute the present invention.
In addition, the program includes a case where the functions of the above-described embodiment are realized by processing in cooperation with an operating system or another application program based on an instruction of the program.

なお、上述した実施形態の機能を実現するプログラムは、ディスク系(例えば、磁気ディスク、光ディスク等)、カード系(例えば、メモリカード、光カード等)、半導体メモリ系(例えば、ROM、不揮発性メモリ等)、テープ系(例えば、磁気テープ、カセットテープ等)等のいずれの形態の記録媒体で提供されてもよい。あるいは、ネットワークを介して記憶装置に格納されたプログラムをサーバコンピュータから直接供給を受けるようにしてもよい。この場合、このサーバコンピュータの記憶装置も本発明の記録媒体に含まれる。
このように、上述した実施形態の機能をプログラム化して流通させることによって、コストの低廉化、および可搬性や汎用性を向上させることができる。
Note that the program for realizing the functions of the above-described embodiments includes a disk system (for example, a magnetic disk, an optical disk, etc.), a card system (for example, a memory card, an optical card, etc.), and a semiconductor memory system (for example, a ROM, a nonvolatile memory). Etc.) and a recording medium of any form such as a tape system (for example, magnetic tape, cassette tape, etc.). Alternatively, the program stored in the storage device may be directly supplied from the server computer via the network. In this case, the storage device of this server computer is also included in the recording medium of the present invention.
As described above, by programming and distributing the functions of the above-described embodiment, the cost can be reduced, and the portability and versatility can be improved.

本発明が適用される3次元形状処理装置のハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram of the three-dimensional shape processing apparatus to which this invention is applied. 実施形態に係る3次元形状処理装置の機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function of the three-dimensional shape processing apparatus which concerns on embodiment. ポリゴンにおける法線ベクトルを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the normal vector in a polygon. 2つのベクトルの内積を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the inner product of two vectors. 2平面のなす角の凹凸判定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the uneven | corrugated determination of the angle | corner which two planes make. シャープエッジの表示例である。It is a display example of a sharp edge. 角度算出部において、一つの辺がシャープエッジであるかを判定する処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process which determines whether one edge | side is a sharp edge in an angle calculation part.

符号の説明Explanation of symbols

1…CPU、2…メモリ、3…外部記憶装置、4…入力装置、5…表示装置、11…形状データ記憶部、12…辺情報抽出部、13…角度計算部、14…シャープエッジ記憶部、15…表示部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CPU, 2 ... Memory, 3 ... External storage device, 4 ... Input device, 5 ... Display apparatus, 11 ... Shape data storage part, 12 ... Edge information extraction part, 13 ... Angle calculation part, 14 ... Sharp edge storage part , 15 ... display section.

Claims (4)

3次元形状モデルの処理と表示を行う3次元形状処理装置において、3次元形状モデルの形状データを記憶する形状データ記憶手段と、指定された3次元形状モデルの辺情報を前記形状データ記憶手段から抽出する辺情報抽出手段と、前記辺情報抽出手段で抽出された辺情報に対して、前記形状データ記憶手段を参照して、当該辺情報を共有する2つの3次元平面のなす角度を計算し、該角度が予め指定された角度以下であるかを判定する角度計算手段と、前記指定された3次元形状モデルを表示するときに、前記角度計算手段で予め指定された角度以下である判定された辺を強調表示する表示手段と、を備える3次元形状処理装置であって、
前記表示手段は、予め指定された角度以下の角度をなす2平面の交線が、その交線より視点側にある3次元形状モデルのシェーディング表示される部分と重なる場合には、該交線を表示しないことを特徴とする3次元形状処理装置。
In a three-dimensional shape processing apparatus for processing and displaying a three-dimensional shape model, shape data storage means for storing shape data of the three-dimensional shape model, and edge information of the designated three-dimensional shape model are obtained from the shape data storage means. For the edge information extracting means to be extracted and the edge information extracted by the edge information extracting means, refer to the shape data storage means and calculate an angle formed by two three-dimensional planes sharing the edge information. An angle calculating means for determining whether the angle is equal to or smaller than a predetermined angle; and when the specified three-dimensional shape model is displayed, the angle calculating means determines that the angle is equal to or smaller than a predetermined angle. A three-dimensional shape processing apparatus comprising: display means for highlighting the sides .
The display means, when an intersecting line of two planes forming an angle equal to or smaller than a predesignated angle overlaps with a portion of the 3D shape model that is closer to the viewpoint than the intersecting line, is displayed with the intersecting line. A three-dimensional shape processing apparatus that is not displayed .
3次元形状モデルの処理と表示を行う3次元形状処理方法において、3次元形状処理装置が、3次元形状モデルの形状データを記憶する形状データ記憶手段から、指定された3次元形状モデルの辺情報を抽出する工程と、前記抽出された辺情報に対して、前記形状データ記憶手段を参照して、当該辺情報を共有する2つの3次元平面のなす角度を計算する工程と、該角度が予め指定された角度以下である場合、表示する3次元形状モデルのうち当該辺を強調表示する工程とを有する3次元形状処理方法であって、  In a three-dimensional shape processing method for processing and displaying a three-dimensional shape model, the three-dimensional shape processing apparatus receives edge information of the specified three-dimensional shape model from shape data storage means for storing shape data of the three-dimensional shape model. Extracting the edge information, referring to the shape data storage means, calculating an angle formed by two three-dimensional planes sharing the edge information, A three-dimensional shape processing method including a step of highlighting the side of a three-dimensional shape model to be displayed when the angle is equal to or less than a specified angle,
前記表示する工程において、予め指定された角度以下の角度をなす2平面の交線が、その交線より視点側にある3次元形状モデルのシェーディング表示される部分と重なる場合には、該交線を表示しないことを特徴とする3次元形状処理方法。  In the step of displaying, when an intersecting line of two planes forming an angle equal to or smaller than a predesignated angle overlaps with a shaded display portion of the three-dimensional shape model located on the viewpoint side from the intersecting line, the intersecting line A three-dimensional shape processing method characterized by not displaying.
コンピュータに、請求項1記載の3次元形状処理装置の機能を実現させるためのプログラム。  The program for making a computer implement | achieve the function of the three-dimensional shape processing apparatus of Claim 1. 請求項3に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。  A computer-readable recording medium storing the program according to claim 3.
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