JPH06231221A - Three-dimensional object shape generating method - Google Patents

Three-dimensional object shape generating method

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JPH06231221A
JPH06231221A JP1915293A JP1915293A JPH06231221A JP H06231221 A JPH06231221 A JP H06231221A JP 1915293 A JP1915293 A JP 1915293A JP 1915293 A JP1915293 A JP 1915293A JP H06231221 A JPH06231221 A JP H06231221A
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JP
Japan
Prior art keywords
pressure
graphics
shape
data
dimensional object
Prior art date
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Pending
Application number
JP1915293A
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Japanese (ja)
Inventor
Miki Seto
美樹 瀬戸
Yoshio Nagashima
美雄 永嶋
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP1915293A priority Critical patent/JPH06231221A/en
Publication of JPH06231221A publication Critical patent/JPH06231221A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a function for working and generating directly a three- dimensional object shape in a computer, etc., based on the motion and the sense of hand, in the three-dimensional object shape generating method. CONSTITUTION:A pressure sensitive sensor sheet 1 is stuck onto the surface of a fundamental structure, pressure applied to its surface is detected by an operator's hand, etc., and a point affected by its pressure is measured by a measuring data processing part 8. From pressure data in those points of application, a pressure distribution histogram is generated by a plotting processing in a threshold difference arithmetic part 10, and to an object by a graphics expression of its fundamental structure, working and deformation are applied in the same way as clay works are executed. With respect to it, a formative image is expressed on a display 13 in an immediately visible shape through a graphics data generating part 11 and a graphic engine 12. In such a way, a shape generating function being suitable for a sensory and minute work is realized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータグラフィ
ックス等による3次元形状生成に好適な方法であり、創
作や機械設計などの分野に利用される3次元物体の形状
生成方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for generating a three-dimensional shape by computer graphics or the like, and to a method for generating a three-dimensional object shape used in fields such as creation and mechanical design.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の技術としては、3次元製図(3
角法)的に各面における直線や平面で記述したものを入
力条件として計算機で合成して遠近法などを用いて表示
する方法や、3次元マウスを用いて入力した物体形状を
目の残像効果を利用して発光ダイオードを用いた移動ス
クリーンに投影する方法(3次元ディスプレイ、亀山他
(東芝))が存在する。
2. Description of the Related Art As this type of technology, three-dimensional drawing (3
Angle method) A method in which a straight line or a plane described on each surface is combined as a input condition with a computer and displayed using a perspective method, or the object shape input using a three-dimensional mouse is an afterimage effect on the eyes. There is a method (three-dimensional display, Kameyama et al. (Toshiba)) of projecting on a moving screen using a light emitting diode using.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の3次元物体形状生成方法のうち、3次元の各面から
計算機で3次元形状を合成する方法では、ある程度正確
な入力ができるものの入力に手間がかかるという問題が
あり、目の残像効果を利用して3次元物体形状を移動ス
クリーンで見えるようにする方法では、直感的なデータ
入力ができるものの、ソリッドサーフェスが表示でき
ず、光と陰により面を表現するようなことができない、
あるいは回転駆動機構などが必要であり装置が大型化す
るという問題があった。
However, among the above-mentioned conventional three-dimensional object shape generation methods, the method of synthesizing a three-dimensional shape from each three-dimensional surface by a computer requires a certain amount of accurate input, but the input is troublesome. However, the method of making the 3D object shape visible on the moving screen by using the afterimage effect of the eye allows intuitive data input, but the solid surface cannot be displayed due to the light and shade. I can't express the surface,
Alternatively, there is a problem that the device becomes large in size because a rotary drive mechanism is required.

【0004】広く一般にコンピュータグラフィックスの
形状生成が行われるには、データ入力作業を軽減して、
かつ粘土細工や積み木などのように、もの作りをしてい
る感覚で操作者に呈示することが必要である。ネットワ
ークを介してデータグローブを付けた協同作業者が同一
の仮想設計物を加工する方法(ネットワーク対応仮想現
実感システム(NEC))も存在するが、感触などの手
掛かりがないため細かな作業ができず実用的ではない。
In general, computer graphics shape generation is generally performed by reducing the data input work,
Moreover, it is necessary to present it to the operator as if he were making something like clay work and building blocks. There is also a method (a network-enabled virtual reality system (NEC)) in which a collaborative worker who wears a data glove via a network processes the same virtual design object, but detailed work can be performed because there is no clue such as feeling. Not practical.

【0005】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、粘土細工を行なうのと
同じように手の動きと触覚(感圧)を手掛かりにコンピ
ュータ等の中で直接的に3次元物体の形状を加工できる
入力の容易な所要機能を実現する3次元物体形状生成方
法を提供することにある。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to detect the movement of a hand and the sense of touch (pressure sensitivity) in a computer or the like, as in the case of clay work. The object of the present invention is to provide a three-dimensional object shape generation method that realizes a required function of easily inputting, which can directly process the shape of a three-dimensional object.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の3次元物体形状生成の第1の方法において
は、まず、基本構造物の面に加えられた圧力を検出し、
次に、当該圧力データ分布により前記基本構造物の面に
加えられた圧力が作用する3次元座標を計測し、次に、
当該3次元座標における圧力データにより予め定められ
たグラフィックスで表現されるオブジェクトを変形する
ことを特徴とする。
To achieve the above object, in the first method of three-dimensional object shape generation of the present invention, first, the pressure applied to the surface of the basic structure is detected,
Next, the three-dimensional coordinate on which the pressure applied to the surface of the basic structure acts is measured by the pressure data distribution, and then,
It is characterized in that an object represented by predetermined graphics is deformed by the pressure data in the three-dimensional coordinates.

【0007】また、同じく本発明の3次元物体形状生成
の第2の方法においては、まず、基本構造物の面に加え
られた圧力を検出し、次に、当該圧力データ分布により
前記基本構造物の面に加えられた圧力が作用する3次元
座標と圧力作用時間を計測し、次に当該3次元座標にお
ける圧力データについての圧力作用時間積分データによ
り予め定められたグラフィックスで表現されるオブジェ
クトを変形することを特徴としている。
Also, in the second method of generating a three-dimensional object shape of the present invention, first, the pressure applied to the surface of the basic structure is detected, and then the basic structure is calculated from the pressure data distribution. The three-dimensional coordinate on which the pressure applied to the surface of the object acts and the pressure action time are measured, and then the object represented by the predetermined graphics by the pressure action time integration data of the pressure data at the three-dimensional coordinate is displayed. It is characterized by being deformed.

【0008】[0008]

【作用】本発明の3次元物体形状生成方法では、操作者
の手などにより基本構造物の面に加えられた圧力とその
圧力が作用する点や時間を感知し、それらを手掛かりと
してその基本構造物のグラフィックス表現によるオブジ
ェクトに対し、あたかも粘土細工を行うのと同じように
変形を加えて、造形のイメージを即見える形に表現する
ことにより、感覚的で細かな作業に適し、入力の容易な
形状生成機能を実現する。
In the three-dimensional object shape generation method of the present invention, the pressure applied to the surface of the basic structure by the operator's hand and the point and time at which the pressure acts, are detected, and the basic structure is used as a clue. It is suitable for sensuous and detailed work, and easy to input, by transforming the object with the graphic representation of the object as if it were clay crafting, and expressing the image of the modeling immediately Realize a unique shape generation function.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0010】図1は本発明の第1の実施例の3次元物体
形状生成方法を実現するための物体形状生成入力装置の
構成例を示すブロック図、図2は上記で使用される感圧
センサシートの使用例を示す図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an object shape generation input device for realizing the three-dimensional object shape generation method of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a pressure-sensitive sensor used above. It is a figure which shows the usage example of a sheet.

【0011】図1において、1は感圧センサシートであ
り、入力条件等から決定される基本構造物に張り付けら
れる。2は行方向マルチプレクサであり、3は列方向マ
ルチプレクサである。4はA/Dコンバータ、5はカウ
ンタ、6はマトリクス論理回路である。感圧センサシー
ト1に加えられた操作圧力の検出信号は、行方向マルチ
プレクサ2から読み取り、A/Dコンバータでディジタ
ルのデータに変換し、カウンタ5によりカウントして行
方向マルチプレクサ2,列方向マルチプレクサ3を制御
して走査点ごとに順次走査し、マトリクス論理回路6へ
取り込む。7はI/Oであり、以下の各部で構成される
制御部へマトリクス論理回路6のデータを転送する。8
は基本構造物の面に加えられた圧力の作用する点の3次
元座標を計測する計測データ処理部、9は圧力最大値管
理テーブルであり、同一ポイントのデータを常時前デー
タと比較して最大値を更新する処理を行う。10はしき
い値差分演算部であり、ディフォルトのしきい値から加
えられた分の圧力を減算し、圧力データ分布ヒストグラ
ムを作成する描画処理を行う。11はグラフィックスデ
ータ生成部であり、しきい値差分演算された圧力データ
分布ヒストグラムからグラフィックスデータ形式へ変換
する。12はグラフィックスエンジンであり、3Dグラ
フィックスを生成してディスプレイ13に表示する。1
4はファンクション部であり、例えば変形・加工しなが
らグラフィックスを回転させる命令を行うことができ
る。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a pressure-sensitive sensor sheet, which is attached to a basic structure determined by input conditions and the like. 2 is a row-direction multiplexer and 3 is a column-direction multiplexer. Reference numeral 4 is an A / D converter, 5 is a counter, and 6 is a matrix logic circuit. The detection signal of the operation pressure applied to the pressure-sensitive sensor sheet 1 is read from the row-direction multiplexer 2, converted into digital data by the A / D converter, counted by the counter 5, and counted by the row-direction multiplexer 2 and the column-direction multiplexer 3. Are controlled to sequentially scan each scanning point, and are taken into the matrix logic circuit 6. Reference numeral 7 denotes an I / O, which transfers the data of the matrix logic circuit 6 to a control unit composed of the following units. 8
Is a measurement data processing unit that measures the three-dimensional coordinates of the point where pressure is applied to the surface of the basic structure, and 9 is a pressure maximum value management table. Perform the process to update the value. Reference numeral 10 denotes a threshold value difference calculation unit that subtracts the applied pressure from the default threshold value and performs drawing processing for creating a pressure data distribution histogram. Reference numeral 11 denotes a graphics data generation unit, which converts the pressure data distribution histogram calculated by the threshold value difference into a graphics data format. A graphics engine 12 generates 3D graphics and displays them on the display 13. 1
Reference numeral 4 denotes a function unit, which can issue an instruction to rotate graphics while deforming / processing, for example.

【0012】感圧センサシート1としては、例えば2枚
のフィルムの間に感圧抵抗性を示す特殊インクをマトリ
クス状に配して挟んだもの(ニッタ(株)製、圧力セン
サシート(I−SCAN))などが使用できる。本実施
例では、図2に示すように、基本構造物としてファンク
ション部14に載せられた円筒状の構造物15の表面に
張り付けている。
As the pressure-sensitive sensor sheet 1, for example, a special ink exhibiting pressure-sensitive resistance is arranged and sandwiched between two films (manufactured by Nitta Co., Ltd., pressure sensor sheet (I- SCAN)) and the like can be used. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the basic structure is attached to the surface of a cylindrical structure 15 placed on the function portion 14.

【0013】次に、上記構成例の動作例により、本実施
例の3次元物体形状生成方法を示す。図3はその動作例
を示すフローチャートであり、基本構造物に加えられた
操作力によってグラフィックスが変形されるフローを示
している。
Next, the three-dimensional object shape generation method of the present embodiment will be shown by the operation example of the above-mentioned configuration example. FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation, and shows a flow in which graphics are deformed by an operating force applied to the basic structure.

【0014】はじめにグラフィックスデータ生成部11
において、感圧センサシート1を張り付けた基本構造物
の形状から加工されるグラフィックスの対象物のモデル
が同定される。このとき、感圧センサシート1のN行L
列のマトリクスと対象物の各操作形状面が照合される。
グラフィックスを形成するパッチ数(分解能)は、感圧
センサシート1のN行L列のマトリクスに依存する。ま
た、グラフィックスを形成するための各パッチの頂点を
結ぶ線分は、有限要素法により連続的な曲線に補完する
ことができる。そして、上記補完方法のパラメータを変
更することによって材料の有する特性(硬度、粘着、弾
性)を表現することもできる。
First, the graphics data generator 11
At, the model of the object of graphics to be processed is identified from the shape of the basic structure to which the pressure-sensitive sensor sheet 1 is attached. At this time, N rows L of the pressure-sensitive sensor sheet 1
The matrix of columns and each operation shape surface of the object are matched.
The number of patches (resolution) forming graphics depends on the matrix of N rows and L columns of the pressure-sensitive sensor sheet 1. Further, the line segment connecting the vertices of each patch for forming graphics can be complemented with a continuous curve by the finite element method. Then, the characteristics (hardness, adhesion, elasticity) of the material can be expressed by changing the parameters of the complementary method.

【0015】操作者は、初期設定で表現したい形状の概
観を想定して粘土の塊に相当する加工前のディフォルト
形状を入力する。ディフォルト形状の入力は、ボタンを
押している間、感圧センサシート1を張り付けた面に相
当するグラフィックス上の面が放射状に均等に膨らむよ
うな簡便な方法を用いる。このディフォルト形状がN行
L列の基準圧分布として、しきい値群が初期設定され
る。
The operator inputs an unprocessed default shape corresponding to a lump of clay on the assumption of an outline of the shape desired to be expressed by the initial setting. The default shape is input by using a simple method in which the surface on the graphic corresponding to the surface to which the pressure-sensitive sensor sheet 1 is attached expands radially evenly while the button is pressed. A threshold group is initially set with this default shape as a reference pressure distribution of N rows and L columns.

【0016】そして、マトリクス論理回路6においてN
行L列の各走査点の順に走査されたデータは、計測デー
タ処理部8へ送信される。送信された今回計測圧力値
(操作圧力実測値)は、圧力最大値管理テーブル9の値
と比較されて各走査点の圧力最大値が常時検出される。
このとき、圧力最大値管理テーブル9が更新される。
Then, in the matrix logic circuit 6, N
The data scanned in the order of each scanning point in the row L column is transmitted to the measurement data processing unit 8. The transmitted current measured pressure value (actual pressure actual measurement value) is compared with the value in the pressure maximum value management table 9, and the pressure maximum value at each scanning point is constantly detected.
At this time, the maximum pressure value management table 9 is updated.

【0017】検出された各走査点の圧力最大値は、しき
い値差分演算部10において順に対応する各走査点の基
準圧力しきい値と減算処理される。N行L列のスキャン
マトリクスを走査するとき、グラフィックス生成関数
は、 Fnl(pg)={c・fi(pt−pm)│fi=(fi1
i2,…,fiL),1≦i≦N} pt:基準圧力しきい値 pm:操作圧力実測値 c:比例定数 である。減算処理されたデータ群からN行L列の操作圧
力分布ヒストグラムが作成される。作成された圧力ヒス
トグラムは、グラフィックスデータ生成部11でグラフ
ィックスデータ形式へ変換されてグラフィックスエンジ
ン12によりリアルタイムに3Dグラフィックスの対象
物モデル(オブジェクト)が変形・生成される。
The detected pressure maximum value at each scanning point is subtracted from the corresponding reference pressure threshold value at each scanning point in the threshold value difference calculating section 10. When scanning the scan matrix of N rows and L columns, graphics generation function, F nl (p g) = {c · f i (p t -p m) │f i = (f i1,
f i2, ..., f iL) , 1 ≦ i ≦ N} p t: the reference pressure threshold p m: Operation pressure measurement c: a proportional constant. An operation pressure distribution histogram of N rows and L columns is created from the data group subjected to the subtraction processing. The created pressure histogram is converted into a graphics data format by the graphics data generation unit 11, and the graphics engine 12 deforms and generates a 3D graphics object model (object) in real time.

【0018】ファンクション部14は、本実施例ではグ
ラフィックス回転機能を有していて、ボタンを押してグ
ラフィックスの対象物を回転させると同時に対象物の1
箇所へ操作力を加えると、グラフィックスデータ生成部
11が1箇所に作用する圧力値を回転(列)方向の操作
点へ回転角度分順次複写していく。そして、ろくろを回
転させて操作力を全周に反映させて行うような加工・変
形を対象物モデルに施すことができる。
In the present embodiment, the function section 14 has a graphics rotation function, and pushes a button to rotate the object of graphics, and at the same time the object 1 is rotated.
When an operation force is applied to a location, the graphics data generation unit 11 sequentially copies the pressure value acting on one location to the operation point in the rotation (row) direction by the rotation angle. Then, the object model can be processed and deformed by rotating the wheel and reflecting the operating force on the entire circumference.

【0019】なお、グラフィックスデータ生成部11で
生成されたグラフィックスデータは、その後に入力され
る操作圧力の作用する点が変形後の対象モデルのどの面
に対するものかを対応付けるために計測データ処理部8
にフィードバックされる。
It should be noted that the graphics data generated by the graphics data generation unit 11 is processed by measuring data in order to correlate to which surface of the target model after deformation the point on which the operating pressure applied thereafter is applied. Part 8
Be fed back to.

【0020】以下に上記実施例による具体的な利用例を
示す。
Specific examples of use according to the above embodiment will be shown below.

【0021】図4は、円筒状の基本構造物15に感圧セ
ンサシート1を用いた物体形状生成入力装置を実際に操
作者が握って操作圧力を加えたときにグラフィックスの
対象物が変形する様子を示した図である。
FIG. 4 shows that when the operator actually grips the object shape generation input device using the pressure-sensitive sensor sheet 1 on the cylindrical basic structure 15 and applies an operation pressure, the object of graphics is deformed. FIG.

【0022】操作者が、感圧センサシート1を張り付け
た基本構造物15の一部に操作圧力を加えるとディフォ
ルト形状からその部分がめりこむ。ここで、グラフィッ
クス回転機能を有するファンクション部14のボタン1
4aを押すことにより、グラフィックスを回転させる
と、ろくろを回したように物体形状がくびれて幾何学的
形状に変形する。また、前述のように感圧センサシート
1のマトリクスを増やして分解能を上げたり、マトリク
スの各走査点を結ぶ線分を補完するような手段を用いる
と材質によって異なる粘性や硬さ、摩擦などの特性を表
現することもできる。
When the operator applies an operation pressure to a part of the basic structure 15 to which the pressure sensitive sensor sheet 1 is attached, that part is depressed from the default shape. Here, the button 1 of the function unit 14 having the graphics rotation function
When the graphics is rotated by pressing 4a, the object shape is constricted and transformed into a geometrical shape as if the wheel was turned. Further, as described above, if the matrix of the pressure-sensitive sensor sheet 1 is increased to increase the resolution, or if the means for complementing the line segment connecting each scanning point of the matrix is used, the viscosity, hardness, friction, etc., which differ depending on the material, It is also possible to express characteristics.

【0023】図5は、物体形状生成入力装置の円筒状の
基本構造物15の外側面のほか内側面にも感圧センサシ
ート1を張り付け、内側から外側へ張り出すような加工
・変形を施す場合の操作例を示した図である。
In FIG. 5, the pressure-sensitive sensor sheet 1 is attached not only to the outer side surface but also to the inner side surface of the cylindrical basic structure 15 of the object shape generation / input device, and is subjected to processing / deformation such that the pressure sensitive sensor sheet 1 extends from the inner side to the outer side. It is the figure which showed the operation example in the case.

【0024】使用に際しては、比較的に生成する形状に
合わせた基本構造物15を用意してその表裏の面に感圧
センサシート1を張り付ける。ここで、操作者が裏面
(内側)から感圧センサシート1を押すと、物体形状の
一部が表面(外側)方向に膨らむ。次に、その膨らんだ
部分に相当する表面の感圧センサシート1を押すと、膨
らみを抑えることができる。
At the time of use, the basic structure 15 corresponding to a relatively generated shape is prepared and the pressure-sensitive sensor sheet 1 is attached to the front and back surfaces thereof. Here, when the operator presses the pressure-sensitive sensor sheet 1 from the back surface (inside), a part of the object shape swells in the front surface (outside) direction. Next, the bulge can be suppressed by pressing the pressure-sensitive sensor sheet 1 on the surface corresponding to the bulge.

【0025】その他、図示してはいないが、ツーボック
ス型の箱の全面に感圧センサシートを張り付けて、自動
車の形状生成を行うことも可能である。このときは、基
本構造物の形状から加工されるグラフィックスの対象物
のモデルを同定する段階において、縦方向、横方向の感
圧センサシート各面の位置関係を写像しておく必要があ
る。
Although not shown, it is also possible to attach a pressure-sensitive sensor sheet to the entire surface of the two-box type box to generate the shape of the automobile. At this time, it is necessary to map the positional relationship between each surface of the pressure-sensitive sensor sheet in the vertical direction and the horizontal direction at the stage of identifying the model of the object of graphics to be processed from the shape of the basic structure.

【0026】次に、本発明の第2の実施例を示す。Next, a second embodiment of the present invention will be shown.

【0027】上述の第1の実施例では、感圧センサシー
ト1の各点の圧力の最大値を保持する管理テーブル9を
設け、ある測定時の圧力と圧力最大値管理テーブル9内
の最大圧力値とを比較して予め定めたしきい値を越えた
分の圧力分布ヒストグラムを作成することにより、描画
データを生成していたが、本実施例では、各操作点にお
ける圧力と圧力作用時間の積分値により描画データを生
成する例を示す。具体的には、第1の実施例における1
0に相当する演算部のグラフィックス生成関数を以下の
ように変更することで実現する。
In the above-described first embodiment, the management table 9 for holding the maximum value of the pressure at each point of the pressure sensitive sensor sheet 1 is provided, and the pressure at a certain measurement and the maximum pressure in the maximum pressure management table 9 are measured. The drawing data was generated by comparing the value with a value and creating a pressure distribution histogram for the amount exceeding a predetermined threshold value. However, in the present embodiment, the pressure at each operating point and the pressure action time are An example of generating drawing data by the integrated value will be shown. Specifically, 1 in the first embodiment
It is realized by changing the graphics generation function of the arithmetic unit corresponding to 0 as follows.

【0028】N行L列のスキャンマトリクスを走査する
とき、グラフィックスを生成する描画関数は、操作作用
力pmを描画関数の変数とすると、 Pm→xm=c・pmnl(xg)=Fnl(xt−xm)={fi(xi)−c・
i(pm)│fi=(fi1,fi2,…,fil),1≦i
≦N} pm:操作作用力(圧力実測値) xm:描画変数(変形量) xt:描画しきい値 t:操作力作用時間 vm:描画速度 c:比例定数 で示される。
When a scanning matrix of N rows and L columns is scanned, the drawing function for generating graphics has the operating action force p m as a variable of the drawing function: P m → x m = c · p m F nl ( x g ) = F nl (x t −x m ) = {f i (x i ) −c ·
f i (p m ) | f i = (f i1 , f i2 , ..., f il ), 1 ≦ i
≦ N} p m : Operating force (actual pressure measurement value) x m : Drawing variable (deformation amount) x t : Drawing threshold value t: Operating force action time v m : Drawing speed c: Represented by proportional constant.

【0029】この場合、常に操作作用力の最大値がグラ
フィックスを変形させる描画変数の最大値となるので、
一度作用力を加えた後、再度作用力を加えて変形させる
場合、前回の作用力より大きな作用力を与えないと変形
が行われない。実物体の粘土を加工させるときの自然な
操作感覚を操作者に与えるためには、再度作用力を加え
て変形させる段において、最大値以下の操作力でも変形
が繰り返される相対的な制御が必要である。
In this case, since the maximum value of the operating force is always the maximum value of the drawing variable that deforms the graphics,
When the acting force is applied once and then deformed by applying the acting force again, the deformation is not performed unless the acting force larger than the previous acting force is applied. In order to give the operator a natural sense of operation when processing the clay of a real object, relative control is required in which the deformation is repeated even with an operation force below the maximum value in the stage of deforming by applying action force again. Is.

【0030】このため、操作力が作用している時間に応
じて描画関数の変形量が増加し、操作作用力に応じて描
画速度が大きくなるように制御することを考える。操作
力作用時間tを描画関数の変数とし、操作作用力pm
描画速度vmの変数とすると、 t→xm=vm・t=c・pm・t pm→vm=c・pm,vm=xm/t
Therefore, it is considered that the deformation amount of the drawing function is increased according to the time during which the operating force is applied, and the drawing speed is increased according to the operating force. When the operating force action time t is a variable of the drawing function and the operating force p m is a variable of the drawing speed v m , t → x m = v m · t = c · p m · t p m → v m = c · p m, v m = x m / t

【0031】[0031]

【数1】 [Equation 1]

【0032】のように描画関数は操作作用力と操作力作
用時間の関数の積分値で示される。
As described above, the drawing function is represented by the integral value of the function of the operating force and the operating time of the operating force.

【0033】これにより、変形作業過程のどの時点で操
作力が作用しても描画関数の変形量に反映することがで
きる。そして、操作者は作業過程のどの時点においても
任意の力感覚に応じて仮想物体を変形することができ
る。なお、操作力作用時間は、例えば図1の計測データ
処理部8などに設けたタイマー等の計時手段で計測す
る。
This makes it possible to reflect the deformation amount of the drawing function at any point in the deforming work process in which the operating force acts. Then, the operator can deform the virtual object according to an arbitrary force sensation at any point in the work process. The operating force action time is measured by a time measuring means such as a timer provided in the measurement data processing unit 8 of FIG. 1, for example.

【0034】さらに、これとは別にボタンを設けて、押
している間は操作作用力に応じて描画変数(変形量)を
増加させ変形を行い、ボタンを戻すと描画が静止し操作
作用力の値がリフレッシュされ、変形した時点の描画に
対して操作作用力が再び反映されるように簡易に制御す
ることもできる。
Further, a button is provided separately from the above, and while the button is pressed, the drawing variable (deformation amount) is increased according to the operation acting force to perform deformation, and when the button is returned, the drawing is stopped and the value of the operation acting force is changed. It is also possible to simply control so that the operation action force is reflected again on the drawing at the time of being refreshed and deformed.

【0035】以上の各実施例を示したように、本発明の
手の圧力操作による3次元物体形状生成方法を用いるこ
とにより、手の操作力のみで物体に加工を施した形状生
成を行うことができる。
As described in each of the above embodiments, by using the three-dimensional object shape generation method by pressure operation of the hand of the present invention, the shape generation in which the object is processed by only the hand operation force is performed. You can

【0036】なお、本実施例のようにフィルムに特殊イ
ンクをマトリクス状に配した格子をはさんだ感圧センサ
シートを用いるとディフォルト設定となる基本構造物形
状の自由度を大きくできる。そして、ネットワークを介
して複数の作業者が1つの対象物に対して同じ方向から
同時並行的にインタラクションするような仮想2人羽織
型の新しい創作スタイルを提供することもできる。これ
は、裏・表、上・下といった方向性のある対象物を操作
するような両者が同じ視点から眺めて作業したい状況に
おいて、実作業空間で行うときのように身体が衝突して
しまうことなく操作できるメリットがある。
If a pressure-sensitive sensor sheet sandwiching a grid in which special ink is arranged in a matrix on a film as in this embodiment is used, the degree of freedom of the basic structure shape which is the default setting can be increased. Then, it is possible to provide a new creation style of a virtual two-person haori type in which a plurality of workers interact with one object from the same direction in parallel via a network. This means that when both sides are operating objects that have directionality such as back / front and top / bottom, and they want to work from the same viewpoint, their bodies will collide as they would in a real work space. There is a merit that you can operate without.

【0037】また、グラフィックスと連動して感圧セン
サシートを張り付けた基本構造物を横、縦、斜めと自由
に動かせる機能を具備したり、作業用途に応じて拡大,
縮小機能を設けておいたりすることもできる。さらに、
作成したグラフィックスの対象物は、本発明による形状
生成入力装置を工作機械等に接続することにより、樹脂
素材や木工品の形にして出力することもできる。
In addition, the basic structure with the pressure-sensitive sensor sheet attached can be freely moved horizontally, vertically, or diagonally in conjunction with the graphics, or enlarged according to the work application.
It is also possible to provide a reduction function. further,
By connecting the shape generation input device according to the present invention to a machine tool or the like, the created graphics object can be output in the form of a resin material or a woodwork product.

【0038】また、上記実施例では2枚のポリエステル
の間に特殊インクをマトリクス状に配してはさんだ感圧
センサシートを用いているが、この発明はこれに限定さ
れるものではなく適宜使用用途の目的や作業環境、作業
要求される精度に応じて他の手段を用いることができ
る。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更
して実施することができる。
In the above embodiment, the pressure-sensitive sensor sheet in which the special ink is arranged between the two polyester sheets in a matrix is used, but the present invention is not limited to this and can be used as appropriate. Other means can be used depending on the purpose of use, work environment, and accuracy required for work. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明は、以上説明したとうり、手の圧
力操作による3次元物体形状生成方法を用いることによ
り、容易に入力でき、造形のイメージを即見える形に可
視化ができる機能を実現できる。これは、複雑な数式で
記述するようなイメージ形状も誰にもわかるように形に
直感的に表現できる実用的効果がある。
As described above, according to the present invention, by using the three-dimensional object shape generation method by the pressure operation of the hand, it is possible to easily input and visualize the modeling image in a form that can be immediately seen. it can. This has a practical effect that the image shape described by a complicated mathematical expression can be intuitively expressed in a shape so that anyone can understand it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の3次元物体形状生成方
法を実現するための物体形状生成入力装置の構成例を示
すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an object shape generation input device for realizing a three-dimensional object shape generation method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記物体形状生成入力装置の構成例で用いられ
る感圧センサシートの使用例を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a usage example of a pressure-sensitive sensor sheet used in the configuration example of the object shape generation / input device.

【図3】上記第1の実施例の3次元物体形状生成方法を
示すフローチャート
FIG. 3 is a flowchart showing a three-dimensional object shape generation method of the first embodiment.

【図4】上記第1の実施例による具体的な利用例の一例
を示す図
FIG. 4 is a diagram showing an example of a specific usage example according to the first embodiment.

【図5】上記第1の実施例による具体的な利用例の他の
一例を示す図
FIG. 5 is a diagram showing another example of a specific usage example according to the first embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…感圧センサシート 2…行方向マルチプレクサ 3…列方向マルチプレクサ 4…A/Dコンバータ 5…カウンタ 6…マトリクス理論回路 7…I/O 8…計測データ処理部 9…圧力最大値管理テーブル 10…しきい値差分演算部 11…グラフィックスデータ生成部 12…グラフィックスエンジン 13…ディスプレイ 14…ファンクション部 15…円筒状の構造物(基本構造物) 1 ... Pressure-sensitive sensor sheet 2 ... Row direction multiplexer 3 ... Column direction multiplexer 4 ... A / D converter 5 ... Counter 6 ... Matrix theoretical circuit 7 ... I / O 8 ... Measurement data processing unit 9 ... Pressure maximum value management table 10 ... Threshold difference calculation unit 11 ... Graphics data generation unit 12 ... Graphics engine 13 ... Display 14 ... Function unit 15 ... Cylindrical structure (basic structure)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 まず、基本構造物の面に加えられた圧力
を検出し、次に、当該圧力データ分布により前記基本構
造物の面に加えられた圧力が作用する3次元座標を計測
し、次に、当該3次元座標における圧力データにより予
め定められたグラフィックスで表現されるオブジェクト
を変形することを特徴とする3次元物体形状生成方法。
1. First, the pressure applied to the surface of the basic structure is detected, and then the three-dimensional coordinate on which the pressure applied to the surface of the basic structure acts is measured by the pressure data distribution, Next, a method for generating a three-dimensional object shape, characterized by deforming an object represented by a predetermined graphic by the pressure data in the three-dimensional coordinates.
【請求項2】 まず、基本構造物の面に加えられた圧力
を検出し、次に、当該圧力データ分布により前記基本構
造物の面に加えられた圧力が作用する3次元座標と圧力
作用時間を計測し、次に当該3次元座標における圧力デ
ータについての圧力作用時間積分データにより予め定め
られたグラフィックスで表現されるオブジェクトを変形
することを特徴とする3次元物体形状生成方法。
2. First, the pressure applied to the surface of the basic structure is detected, and then the three-dimensional coordinates and the pressure action time on which the pressure applied to the surface of the basic structure acts according to the pressure data distribution. Is measured, and then the object represented by the predetermined graphics is deformed by the pressure action time integration data of the pressure data at the three-dimensional coordinates, and the three-dimensional object shape generation method is characterized.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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