JPH10320583A - Method for compressing and expanding data - Google Patents

Method for compressing and expanding data

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JPH10320583A
JPH10320583A JP9131524A JP13152497A JPH10320583A JP H10320583 A JPH10320583 A JP H10320583A JP 9131524 A JP9131524 A JP 9131524A JP 13152497 A JP13152497 A JP 13152497A JP H10320583 A JPH10320583 A JP H10320583A
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JP
Japan
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information
vertex
circumscribed
regular
coordinate
Prior art date
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Pending
Application number
JP9131524A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidetaka Miyazawa
秀毅 宮澤
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10320583A publication Critical patent/JPH10320583A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for compressing and expanding data that can deal with a three-dimensional basic primitive shape as a circumscribed rectangular parallelepiped information which reduces the amount of data. SOLUTION: Taking the shape of primitive P as information on a circumscribed rectangular parallelepiped CR of a rectangular parallelepiped or a cylinder, this circumscribed rectangular parallelepiped information compresses data by calculating a reference point B of a vertex coordinate of each vertex's coordinate of the circumscribed rectangular parallelepiped and three vectors that indicate from each vertex coordinate the width (w), the height (h) and the depth (d) and expands the data by calculating each vertex coordinate information from the reference point and the three vectors.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、三次元コンピュー
タグラフィクス(3DCG)における外接直方体情報を
用いた三次元基本プリミティブ形状のデータ圧縮・伸張
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for compressing and expanding data of a three-dimensional basic primitive shape using circumscribed cuboid information in three-dimensional computer graphics (3DCG).

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータのグラフィクス処理性能の
向上と共に、三次元コンピュータグラフィクスを用いた
各種三次元シミュレーションシステムが産業界に応用さ
れ始めている。三次元シミュレーションシステムでは、
現実にあるものまたは想像上のものをモデル化(三次元
CAD化)し、シミュレーション空間(仮想的な空間)
上にそれらが置かれている。
2. Description of the Related Art With the improvement of graphics processing performance of computers, various three-dimensional simulation systems using three-dimensional computer graphics have begun to be applied to industry. In a three-dimensional simulation system,
Model a real or imaginary object (three-dimensional CAD) and simulate space (virtual space)
They are placed on top.

【0003】さらに、カメラ等の視点をシミュレーショ
ン空間に設定することにより、その視点から見たシミュ
レーション空間上の物体をコンピュータのディスプレイ
に表示する。ディスプレイを見ている人はあたかも現実
を見ているかのように、モデルをシミュレートすること
ができる。
Further, by setting a viewpoint of a camera or the like in a simulation space, an object in the simulation space viewed from the viewpoint is displayed on a display of a computer. People watching the display can simulate the model as if they were watching the reality.

【0004】このような三次元アプリケーションを構成
する基本要素は、三次元モデルであり、それは基本的に
直方体や円柱・球などの基本プリミティブで構成されて
いる場合が多い。つまり、モデル化する対象物を複数の
基本プリミティブ形状に分割し、それぞれの基本プリミ
ティブに対して三次元プリミティブ形状を当てはめるの
である。このプリミティブの形状パラメータはその頂点
座標群(三次元座標の集合)てある。
[0004] A basic element constituting such a three-dimensional application is a three-dimensional model, which is often basically composed of basic primitives such as a rectangular parallelepiped, a cylinder and a sphere. That is, the object to be modeled is divided into a plurality of basic primitive shapes, and a three-dimensional primitive shape is applied to each of the basic primitives. The shape parameters of this primitive are its vertex coordinate group (set of three-dimensional coordinates).

【0005】従って、三次元アプリケーションは、頂点
座標として格納された三次元形状データを読み込み、そ
の頂点座標を基に三次元シミュレーションを実行する。
Therefore, a three-dimensional application reads three-dimensional shape data stored as vertex coordinates and executes a three-dimensional simulation based on the vertex coordinates.

【0006】また、近年インターネットワーク等のネッ
トワーク環境の発達により、サーバークライアント形式
のコンピュータ技術が普及している。クライアント側の
コンピュータからサーバー側のコンピュータヘ情報の検
索・取得といった要求を出し、その要求の結果をサーバ
ー側からクライアント側に送るという具合にネットワー
クを介して通信し合う。三次元アプリケーションも三次
元モデルをサーバー側のコンピュータに置き、クライア
ント側が要求された三次元データをサーバーからダウン
ロードするという形態のものが普及してきている。
In recent years, with the development of a network environment such as an internetwork, a server-client type computer technology has become widespread. The client computer sends a request to search and acquire information to the server computer, and the result of the request is sent from the server to the client via the network. As the three-dimensional application, a type in which a three-dimensional model is placed on a computer on a server side and a client side downloads required three-dimensional data from a server has become widespread.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】基本プリミティブ形状
で構成された三次元モデルデータを、その頂点座標値を
基にコンピュータ上に格納する場合、問題となるのはそ
のデータ量の多さである。
When three-dimensional model data composed of basic primitive shapes is stored on a computer based on the coordinate values of its vertices, the problem is the large amount of data.

【0008】データ量が多ければ多いほど、格納するコ
ンピュータの外部記憶装置(通常はハードディスク)に
占めるデータ容量が大きくなる。また、ネットワークを
介して三次元モデル情報をダウンロードするようなアプ
リケーションでは、モデルデータがネットワーク上を伝
送する時間が大きくなり、三次元モデルのデータ読み込
みに時間がかかる。
[0008] The larger the amount of data, the larger the data capacity occupied by the external storage device (usually a hard disk) of the computer in which it is stored. In an application that downloads three-dimensional model information via a network, the time required for the model data to be transmitted over the network increases, and it takes time to read the data of the three-dimensional model.

【0009】例えば、直方体のデータ量は、以下の通り
96バイトになる。
For example, the data volume of a rectangular parallelepiped is 96 bytes as follows.

【0010】頂点数8(個)×三次元座標値3(x,
y,z座標)×浮動小数点数のデータサイズ4(バイ
ト)=96バイト。
Number of vertices 8 (pieces) × three-dimensional coordinate value 3 (x,
(y, z coordinates) × floating point data size 4 (bytes) = 96 bytes.

【0011】円柱は、通常多角柱で表現されるが、円柱
らしく表示されるためには,最低12角柱以上が必要で
ある。円柱を12角柱で近似すると、そのデータ量は以
下の通り288バイトになる。
A cylinder is usually represented by a polygonal cylinder, but at least a dodecagonal prism is required to be displayed like a cylinder. When a cylinder is approximated by a dodecagon, the data amount becomes 288 bytes as follows.

【0012】頂点数24(12×2)×三次元座標値3
×浮動小数点数のデータサイズ4(バイト)=288バ
イト。
Number of vertices 24 (12 × 2) × three-dimensional coordinate value 3
X Floating point data size 4 (bytes) = 288 bytes.

【0013】但し、上記例では座標値は浮動小数点数で
表され、その浮動小数点数のデータサイズは通常のコン
ピュータて扱われる単精度浮動小数点数の4バイトを基
準とした。
However, in the above example, the coordinate value is represented by a floating point number, and the data size of the floating point number is based on 4 bytes of a single precision floating point number handled by a normal computer.

【0014】これらプリミティブ形状により構成される
三次元モデルでは、そのモデル形状が複雑になればなる
ほど構成プリミティブ数が増加し、その結果モデルデー
タの容量増加→ネットワーク伝送時間の増加→モデルデ
ータ読み込み時間の増加→アプリケーションの快適性の
減少という悪循環が生じる。
In the three-dimensional model constituted by these primitive shapes, the number of constituent primitives increases as the model shape becomes more complicated. As a result, the capacity of the model data increases, the network transmission time increases, and the model data reading time increases. A vicious cycle occurs: increase → decrease in application comfort.

【0015】本発明の目的は、三次元基本プリミティブ
形状をデータ量を削減した外接直方体情報として取り扱
うことができるデータ圧縮・伸張方法を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a data compression / expansion method capable of treating a three-dimensional basic primitive shape as circumscribed cuboid information with a reduced data amount.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、基本プリミテ
ィブ形状の情報を外接直方体情報と復元可能な最小限の
パラメータ値に変換・圧縮することでプリミティブ形状
のデータ容量を削減し、また圧縮された情報からもとの
基本プリミティブ形状を復元するもので、以下の方法を
特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention reduces the data capacity of a primitive shape by converting and compressing the information of the basic primitive shape to minimum circumscribed cuboid information and reconstructable minimum parameter values. And restores the original basic primitive shape from the obtained information, and is characterized by the following method.

【0017】(第1の発明)コンピュータグラフィック
スの対象物を直方体や円柱のプリミティブの集合として
3次元モデルで表現し、このプリミティブ形状を直方体
や円柱の外接直方体情報として取り扱うにおいて、前記
外接直方体情報は、外接直方体の各頂点座標の1つの頂
点座標とする基準点Bと、各頂点座標から外接直方体の
幅wと高さh及び奥行きdを示す3つのベクトルを算出
することによりデータ圧縮し、該基準点と3つのベクト
ルから各頂点座標情報を算出することによりデータ伸張
することを特徴とする。
(First Invention) In expressing an object of computer graphics as a set of primitives of a rectangular parallelepiped or a cylinder in a three-dimensional model, and treating the primitive shape as circumscribed rectangular parallelepiped or cylindrical circumscribed cuboid information, Is compressed by calculating a reference point B, which is one vertex coordinate of each vertex coordinate of the circumscribed cuboid, and three vectors indicating the width w, height h, and depth d of the circumscribed cuboid from each vertex coordinate, Data expansion is performed by calculating each vertex coordinate information from the reference point and three vectors.

【0018】(第2の発明)直方体の前記外接直方体情
報は、直方体の各頂点の1つの頂点V4を基準点Bと
し、この基準点に対向する他の頂点V0〜V7の座標情報
から次式により3つのベクトルw,h,dを算出するデ
ータ圧縮とし、 B=V4 w=V7−V4 h=V0−V4 d=V5−V4 この外接直方体情報を次式、 Vi=B+δwiw+δhih+δdid 但し、δwi=0(i=0、1、4、5) 1(i=2、3、6、7) δhi=0(i=4、5、6、7) 1(i=0、1、2、3) δdi=0(i=0、3、4、7) 1(i=1、2、5、6) により直方体の頂点座標Viに変換するデータ伸張を特
徴とする。
[0018] The circumscribed cuboid information (second invention) rectangular parallelepiped, one vertex V 4 of a rectangular parallelepiped of each vertex as the reference point B, the coordinate information of the other vertex V 0 ~V 7 that faces the reference point The data compression for calculating three vectors w, h, and d by the following equation is used as follows: B = V 4 w = V 7 −V 4 h = V 0 −V 4 d = V 5 −V 4 Equation: V i = B + δ wi w + δ hi h + δ di d where δ wi = 0 (i = 0, 1, 4, 5) 1 (i = 2, 3, 6, 7) δ hi = 0 (i = 4, 5,6,7) 1 (i = 0,1,2,3) δ di = 0 (i = 0,3,4,7) 1 (i = 1,2,5,6) and wherein data expansion to be converted to V i.

【0019】(第3の発明)直方体以外の正n角柱又は
円柱の前記外接直方体情報は、上面の各頂点V0〜Vn-1
と下面の各頂点Vn〜V2n-1の座標情報から次式により
基準点Bと3つのベクトルw,h,dを算出するデータ
圧縮とし、 h=Ct−Cb d=2(Vn−Cb) w=2R(p/|p|) B=Cb−(w+d)/2 但し、 Cb:底面を構成する正n角形の外接円の中心 R:底面を構成する正n角形の外接円の半径 Ct:上面を構成する正n角形の中心 p:hとdの外積 |p|:ベクトルpの大きさ この外接直方体情報から次式、 Vi=Cb+sin(2π(i−n)/n)w/2+co
s(2π(i−n)/n)d/2 (i=n〜2n−
1) Vi=Vi+n+h (i=0〜n−1) 但し、Cb:底面の中心座標 により底面及び上面の各頂点座標Viに変換するデータ
伸張を特徴とする。
(Third Invention) The circumscribed rectangular parallelepiped information of a regular n-sided prism or a cylinder other than a rectangular parallelepiped is represented by vertices V 0 to V n-1 on the upper surface.
And each vertex of the lower surface V n ~V reference point B from 2n-1 of the coordinate information from the following equation and the three vectors w, h, and data compression for calculating the d, h = C t -C b d = 2 (V n− C b ) w = 2R (p / | p |) B = C b − (w + d) / 2 where C b is the center of the circumscribed circle of the regular n-gon forming the base R: positive n forming the base radius C t prismatic circumcircle: center of regular n-sided polygon constituting the upper surface p: outer product of h and d | p |: the following formula from the magnitude circumscribed cuboid information of the vector p, V i = C b + sin (2π (In) / n) w / 2 + co
s (2π (i−n) / n) d / 2 (i = n to 2n−
1) V i = V i + n + h (i = 0 to n −1) where Cb is the data extension that is converted into the coordinates of each vertex V i on the bottom and top surfaces according to the center coordinates of the bottom surface.

【0020】(第4の発明)正n角錐又は円錐の前記外
接直方体情報は、頂点V0と底面の各頂点V1〜Vnの座
標情報から次式により基準点Bと3つのベクトルw,
h,dを算出するデータ圧縮とし、 h=V0−Cb d=2(V1−Cb) w=2R(p/|p|) B=Cb−(w+d)/2 但し、 Cb:底面を構成する正n角形の外接円の中心 R:底面を構成する正n角形の外接円の半径 p:hとdの外積 |p|:ベクトルpの大きさ この外接直方体情報から次式、 Vi=Cb+sin(2π(i−1)/n)w/2+co
s(2π(i−1)/n)d/2 (i=1〜n) V0=Cb+h 但し、Cb:底面の中心座標 により底面の各頂点座標Vi及び頂点座標V0に変換する
データ伸張を特徴とする。
(Fourth Invention) The circumscribed rectangular parallelepiped information of a regular n pyramid or a cone is obtained from the coordinate information of the vertex V 0 and each of the vertices V 1 to V n on the bottom surface by the following equation and a reference point B and three vectors w,
h = d 0 -C b d = 2 (V 1 −C b ) w = 2R (p / | p |) B = C b − (w + d) / 2 b : the center of the circumscribed circle of the regular n-gon forming the bottom surface R: the radius of the circumscribed circle of the regular n-gon forming the bottom surface p: the outer product of h and d | p |: the magnitude of the vector p Formula: V i = C b + sin (2π (i−1) / n) w / 2 + co
s (2π (i-1) / n) d / 2 (i = 1~n) V 0 = C b + h where, C b: each vertex of the bottom surface to the center coordinates of the bottom coordinate V i and vertex coordinates V 0 It is characterized by data expansion to be converted.

【0021】(第5の発明)正n角錐台又は円錐台の前
記外接直方体情報は、上面の各頂点V0〜Vn-1と下面の
各頂点Vn〜V2n-1の座標情報から次式により基準点B
と3つのベクトルw,h,dを算出するデータ圧縮と
し、 h=V0−Cb d=2(V0−Ct) (t≧1の場合) d=2(Vn−Cb) (t<1の場合) w=2Rt(p/|p|) (t≧1の場合) w=2Rb(p/|p|) (t<1の場合) B=Ct−(w+d)/2−h (t≧1の場合) B=Cb−(w+d)/2 (t<1の場合) 但し、 Cb:底面を構成する正n角形の外接円の中心 Rb:底面を構成する正n角形の外接円の半径 Ct:上面を構成する正n角形の外接円の中心 Rt:上面を構成する正n角形の外接円の半径 p:hとdの外積 |p|:ベクトルpの大きさ t:底面と上面の正n角形の相似比 この外接直方体情報から次式、 上面の頂点座標Vi(t≧1の場合) Vi=Ct+sin(2πi/n)w/2+cos(2π
i/n)d/2 (i=0〜n−1) 底面の頂点座標Vi(t≧1の場合) Vi=Cb+t(Vi-n−Ct) (i=n〜2n−1) 上面の頂点座標Vi(t<1の場合) Vi=Ct+t(Vi+n−Cb) (i=0〜n−1) 底面の頂点座標Vi(t<1の場合) Vi=Cb+sin(2π(i−n)/n)w/2+co
s(2π(i−n)/n)d/2 (i=n〜2n−
1) 但し、 Ct:上面の中心座標 Cb:底面の中心座標 により上面及び底面の各頂点座標Viに変換するデータ
伸張を特徴とする。
[0021] (fifth invention) the circumscribed rectangular information of the positive n truncated pyramid or truncated cone, from the vertex V 0 ~V n-1 and the lower surface of the coordinate information of each vertex V n ~V 2n-1 of the upper surface The reference point B is given by the following equation
And the three vectors w, h, d are calculated as follows: h = V 0 −C b d = 2 (V 0 −C t ) (when t ≧ 1) d = 2 (V n −C b ) (When t <1) w = 2R t (p / | p |) (when t ≧ 1) w = 2R b (p / | p |) (when t <1) B = C t − (w + d) ) −2−h (when t ≧ 1) B = C b − (w + d) / 2 (when t <1) where C b : the center of a circumscribed circle of a regular n-sided polygon forming the bottom surface R b : the bottom surface The radius of the circumscribed circle of the regular n-gon forming the upper surface C t : the center of the circumscribed circle of the regular n-gon forming the upper surface R t : the radius of the circumscribed circle of the regular n-gon forming the upper surface p: the outer product of h and d | p |: the magnitude of the vector p t: (for t ≧ 1) similarity ratio of regular n-sided bottom and top from the circumscribed cuboid information following equation, the vertex of the upper surface coordinate V i V i = C t + sin (2πi / n ) W / 2 + cos (2π
i / n) d / 2 ( i = 0~n-1) when the vertex coordinates V i (t ≧ 1 bottom) V i = C b + t (V in -C t) (i = n~2n-1 ) Top surface vertex coordinates V i (when t <1) V i = C t + t (V i + n −C b ) (i = 0 to n −1) Bottom surface vertex coordinates V i (when t <1) ) V i = C b + sin (2π (in) / n) w / 2 + co
s (2π (in) / n) d / 2 (i = n to 2n−
1) However, C t: center coordinates of the upper surface C b: and wherein data expansion to be converted by the center coordinates of the bottom surface to the top surface and each vertex coordinate V i of the bottom surface.

【0022】(第6の発明)経度分割数mと緯度分割数
nとして三角形と長方形で表現される球の前記外接直方
体情報は、球の北極V0と南極V1と他の頂点V2〜V
m(n-1)の座標情報から次式により基準点Bと3つのベク
トルw,h,dを算出するデータ圧縮とし、 h=V0−V1 w=2R(p/|p|) d=2R(p/|p|) B=C−(w+h+d)/2 但し、 R:球の半径 C:球の中心 p:hと(V2−C)の外積 |p|:ベクトルpの大きさ この外接直方体情報から次式、 V0=B+(w+d)/2+h V1=V0−h Vmi+j+2=C+cos(2πj/m)sin(2πi/
n)w/2+cos(2πi/n)h/2+sin(2
πj/m)sin(2πi/n)d/2(i=0〜n−
2、j=0〜m−1) 但し、C:球の中心座標 により北極座標V0と南極座標V1及びその他の座標V
mi+j+2に変換するデータ伸張を特徴とする。
(Sixth invention) The circumscribed rectangular parallelepiped information of a sphere represented by a triangle and a rectangle as the number of divisions of longitude m and the number of divisions of latitude n is represented by the north pole V 0 , south pole V 1, and other vertices V 2 to V
Data compression for calculating a reference point B and three vectors w, h, and d from the coordinate information of m (n-1) according to the following equation: h = V 0 −V 1 w = 2R (p / | p |) d = 2R (p / | p | ) B = C- (w + h + d) / 2 where, R: radius of the sphere C: the center of the sphere p: outer product of h and (V 2 -C) | p | : vector p size From this circumscribed cuboid information, the following equation is obtained: V 0 = B + (w + d) / 2 + h V 1 = V 0 −h V mi + j + 2 = C + cos (2πj / m) sin (2πi /
n) w / 2 + cos (2πi / n) h / 2 + sin (2
πj / m) sin (2πi / n) d / 2 (i = 0 to n−
2, j = 0 to m-1) where C is the center coordinate of the sphere, and the north pole coordinate V 0 , the south pole coordinate V 1, and other coordinates V
It features data decompression to convert to mi + j + 2 .

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】まず、本発明の基本となるプリミ
ティブ形状の外接直方体情報について説明し、次にそれ
ぞれの基本プリミティブ形状に対し適用した場合の実施
形態について説明する。実施形態では頂点座標から外接
直方体情報へのデータ圧縮方法と圧縮率(圧縮されたデ
ータ容量/元のデータ容量×100)及び外接直方体情
報から頂点情報へのデータ伸張方法に関して詳細に説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, circumscribed rectangular parallelepiped information of a primitive shape as a basis of the present invention will be described, and then an embodiment in which the present invention is applied to each basic primitive shape will be described. In the embodiment, a method of compressing data from vertex coordinates to circumscribed cuboid information and a compression ratio (compressed data capacity / original data capacity × 100) and a method of expanding data from circumscribed cuboid information to vertex information will be described in detail.

【0024】なお、実施形態中で示される三次元座標値
は、右手座標系による座標値を用い、またプリミティブ
のデータ容量はそのデータが占めるバイト数で示すもの
とする。更に、浮動小数点数のデータは単精度浮動小数
点を用いそのデータサイズは1つ当たり4バイト、整数
のデータは符号付き整数を用いそのデータサイズも1つ
当たり4バイトとする。従って1つの三次元座標値およ
び三次元ベクトル値は、x,y,zの3つの浮動小数点
要素で構成されているため、そのデータ容量は12バイ
トとなる。
Note that the three-dimensional coordinate values shown in the embodiment use coordinate values in a right-handed coordinate system, and the data capacity of a primitive is indicated by the number of bytes occupied by the data. Further, single-precision floating-point data is used for data of a floating-point number, and the data size is 4 bytes each. For integer data, a signed integer is used and the data size is 4 bytes. Therefore, one three-dimensional coordinate value and three-dimensional vector value are composed of three floating-point elements x, y, and z, so that the data capacity is 12 bytes.

【0025】プリミティブの外接直方体は、基本的には
図1に示すようにプリミティブPに外接する直方体の中
で体積値が最小となるもの(CRで示す)である。外接
直方体を示す情報量は、その頂点座標を用いることも有
るが、本発明ではデータ量削減という観点から1つの特
徴点と3つのベクトルを用いて表す。
The circumscribed cuboid of the primitive is basically the one having the smallest volume value (indicated by CR) among the cuboids circumscribed to the primitive P as shown in FIG. The information amount indicating the circumscribed rectangular parallelepiped may use the vertex coordinates, but in the present invention, it is represented using one feature point and three vectors from the viewpoint of data amount reduction.

【0026】特徴点としては図2に示すように外接直方
体の底面の1頂点座標を(以降、基準点Bと称す)、3
つのベクトルには同図に示すような外接直方体の幅、高
さ、奥行きを示すベクトル(以降、それぞれベクトル
w、h、dで示す)を外接直方体情報とする。従って、
外接直方体情報は、4つの三次元パラメータより構成さ
れるため、そのデータサイズは4×12=48バイトと
なる。
As feature points, as shown in FIG. 2, the coordinates of one vertex on the bottom surface of the circumscribed cuboid (hereinafter referred to as reference point B)
As the two vectors, vectors indicating the width, height, and depth of the circumscribed rectangular parallelepiped as shown in the figure (hereinafter, referred to as vectors w, h, and d, respectively) are defined as circumscribed rectangular parallelepiped information. Therefore,
Since the circumscribed rectangular parallelepiped information is composed of four three-dimensional parameters, its data size is 4 × 12 = 48 bytes.

【0027】本発明では、基本プリミティブを形成する
頂点座標群から外接直方体の基準点Bとベクトルw、
h、dを算出することにより頂点座標情報を圧縮する。
また、外接直方体の基準点Bとベクトルw、h、dから
プリミティブの頂点座標を算出することにより頂点座標
情報を伸張する。
In the present invention, a reference point B of a circumscribed cuboid and a vector w,
Vertex coordinate information is compressed by calculating h and d.
The vertex coordinate information is expanded by calculating the vertex coordinates of the primitive from the reference point B of the circumscribed rectangular parallelepiped and the vectors w, h, and d.

【0028】(第1の実施形態)本発明によるデータ圧
縮・伸張方法を直方体に適用した実施形態について説明
する。直方体は図3に示すように各面が長方形である基
本プリミティブてある。
(First Embodiment) An embodiment in which the data compression / expansion method according to the present invention is applied to a rectangular parallelepiped will be described. The rectangular parallelepiped is a basic primitive in which each surface is rectangular as shown in FIG.

【0029】〇頂点座標情報を外接直方体情報に変換・
圧縮する方法直方体の頂点を図3に示すようにV0〜V7
と番号を付ける。これら頂点座標情報から外接直方体情
報への変換は、基準点とこれに対向する頂点との差分と
して、次式により実行される。
(4) Convert vertex coordinate information into circumscribed cuboid information
As shown in FIG. 3, the vertices of the rectangular parallelepiped are V 0 to V 7
And number them. The conversion from the vertex coordinate information to the circumscribed rectangular parallelepiped information is executed by the following equation as a difference between the reference point and the vertex opposed thereto.

【0030】基準点:B=V4 幅ベクトル:w=V7−V4 高さベクトル:h=V0−V4 奥行きベクトル:d=V5−V4 ○圧縮率 直方体の頂点数は8なのでそのデータ容量は8×12=
96バイト。外接直方体情報は48バイトなので圧縮さ
れたデータ容量は48バイト。従って、圧縮率は48/
96×100=50%になる。
Reference point: B = V 4 Width vector: w = V 7 −V 4 Height vector: h = V 0 −V 4 Depth vector: d = V 5 −V 4 ○ Compression ratio The number of vertices of the rectangular parallelepiped is eight. So the data capacity is 8 × 12 =
96 bytes. Since the circumscribed rectangular parallelepiped information is 48 bytes, the compressed data capacity is 48 bytes. Therefore, the compression ratio is 48 /
96 × 100 = 50%.

【0031】○外接直方体情報を頂点座標情報に変換・
伸張する方法 外接直方体情報から頂点座標情報への変換は、基準点B
に幅wと高さhと奥行きdを各頂点毎に加算する次式に
より実行される。
Conversion of circumscribed cuboid information into vertex coordinate information
The method of expanding the circumscribed cuboid information into the vertex coordinate information is based on the reference point B.
Is added to the width w, height h, and depth d for each vertex.

【0032】 頂点座標:Vi=B+δwiw+δhih+δdid 但し、δwi=0(i=0、1、4、5) 1(i=2、3、6、7) δhi=0(i=4、5、6、7) 1(i=0、1、2、3) δdi=0(i=0、3、4、7) 1(i=1、2、5、6) (第2の実施形態)本発明によるデータ圧縮・伸張方法
を直方体以外の正n角柱(含む円柱)に適用した実施形
態について説明する。正n角柱は上面と底面とが合同な
正n角形で側面が直方体形状をした基本プリミティブで
ある。図4にn=3(正三角柱)の場合の図を示す。
The vertex coordinates: V i = B + δ wi w + δ hi h + δ di d However, δ wi = 0 (i = 0,1,4,5) 1 (i = 2,3,6,7) δ hi = 0 ( i = 4, 5, 6, 7) 1 (i = 0, 1, 2, 3) δ di = 0 (i = 0, 3, 4, 7) 1 (i = 1, 2, 5, 6) ( Second Embodiment An embodiment in which the data compression / expansion method according to the present invention is applied to a regular n prism (including a cylinder) other than a rectangular parallelepiped will be described. A regular n prism is a basic primitive in which a top surface and a bottom surface are congruent regular n prisms and the side surfaces are rectangular parallelepiped. FIG. 4 shows a case where n = 3 (a regular triangular prism).

【0033】○頂点座標情報を外接直方体情報に変換・
圧縮する方法 正n角柱の頂点数は2nであり、各頂点番号を図5に示
すように上面に対しV0〜Vn-1、下面に対しVn〜V
2n-1とつける。頂点座標情報から外接直方体情報への変
換は次のように実行される。
Conversion of vertex coordinate information to circumscribed cuboid information
Vertices way positive n prism that compression is 2n, V 0 ~V n-1 each vertex numbers to top as shown in FIG. 5, Vn~V to the lower surface
Attach 2n-1 . The conversion from the vertex coordinate information to the circumscribed cuboid information is executed as follows.

【0034】底面を構成する正n角形の外接円の中心と
半径を次式により算出する。
The center and radius of the circumscribed circle of the equilateral n-gon forming the bottom surface are calculated by the following equations.

【0035】 中心:Cb=ΣVi/n (i=n〜2n−1) 半径:R=|Vn−Cb| (ここで||は絶対値を示
す) 上面を構成する正n角形の中心を次式により算出する。
Center: C b = ΣV i / n (i = n〜2n−1) Radius: R = | V n −C b | (where || indicates an absolute value) A regular n-gon forming the upper surface Is calculated by the following equation.

【0036】 中心:Ct=ΣVi/n (i=0〜n−1) 次式によりベクトルhとdを算出する。Center: C t = ΣV i / n (i = 0 to n−1) The vectors h and d are calculated by the following equations.

【0037】h=Ct−Cb d=2(Vn−Cb) 次式によりベクトルwを算出する。 ベクトル:p=h×d (ここで×はベクトルの外積を
示す) w=2R(p/|p|) (ここで||はベクトルの大
きさを示す) 次式により基準点Bを算出する。
[0037] calculating the h = C t -C b d = 2 (V n -C b) the vector w by the following equation. Vector: p = h × d (where x indicates the cross product of vectors) w = 2R (p / | p |) (where || indicates the magnitude of the vector) The reference point B is calculated by the following equation .

【0038】B=Cb−(w+d)/2 この外接直方体の情報を用いて元の正n角柱を復元する
ためには、その角数nの情報が必要である。よって、正
n角柱の場合、圧縮された情報は、外接直方体情報+角
数nとなる。
B = C b- (w + d) / 2 In order to restore the original regular n prism using the information on the circumscribed rectangular parallelepiped, information on the number n of the squares is necessary. Therefore, in the case of a regular n prism, the compressed information is the circumscribed rectangular parallelepiped information + the number of squares n.

【0039】○圧縮率 正n角柱の頂点数は2nなのでそのデータ容量は2n×
12=24nバイト。外接直方体情報は48バイト、角
数を示す整数値が4バイトなので圧縮されたデータ容量
は52バイト。
Compression rate Since the number of vertices of a regular n prism is 2n, its data capacity is 2n ×
12 = 24n bytes. Since the circumscribed rectangular parallelepiped information is 48 bytes and the integer value indicating the number of corners is 4 bytes, the compressed data capacity is 52 bytes.

【0040】従って、圧縮率は、52/24n×100
=(216.67/n)%。円柱の場合は、通常nの最
低値は12程度であるので、18%以下の圧縮が可能と
なる。
Therefore, the compression ratio is 52 / 24n × 100
= (216.67 / n)%. In the case of a cylinder, since the minimum value of n is usually about 12, compression of 18% or less is possible.

【0041】○外接直方体情報を頂点座相情報に変換・
伸張する方法 外接直方体+角数nの情報から頂点座標情報への変換は
次のように実行される。
Conversion of circumscribed rectangular parallelepiped information to vertex coordinate information
The method of extending the information from the information of the circumscribed rectangular parallelepiped and the number of corners n to the vertex coordinate information is executed as follows.

【0042】次式により底面の頂点座標Vi(i=n〜2
n−1)を算出する。
The vertex coordinates V i of the bottom surface (i = n〜2)
n-1) is calculated.

【0043】底面の中心座標Cb=B+(w+d)/2 Vi=Cb+sin(2π(i−n)/n)w/2+co
s(2π(i−n)/n)d/2 次式により上面の頂点座標Vi(i=0〜n−1)を算出
する。
The center coordinates C b = B + (w + d) of the bottom / 2 V i = C b + sin (2π (i-n) / n) w / 2 + co
s (2π (i−n) / n) d / 2 The vertex coordinates V i (i = 0 to n−1) of the upper surface are calculated by the following equation.

【0044】Vi=Vi+n+h (第3の実施形態)本発明によるデータ圧縮・伸張方法
を正n角錐(含む円錐)に適用した実施形態について説
明する。正n角錐は底面が正n角形で側面が二等辺三角
形の形状をした基本プリミティブである。図6にn=3
(正三角錐)の場合を示す。
V i = V i + n + h (Third Embodiment) An embodiment in which the data compression / expansion method according to the present invention is applied to a regular n pyramid (including a cone) will be described. A regular n pyramid is a basic primitive whose base is a regular n-gon and whose side is an isosceles triangle. In FIG. 6, n = 3
(A regular triangular pyramid).

【0045】〇頂点座標情報を外接直方体情報に変換・
圧縮する方法 正n角錐の頂点数はn+1であり、各頂点番号を図7に
示すように頂点をV0、底面に対しV1〜Vnとつける。
頂点座標情報から外接直方体情報への変換は次のように
実行される。
Converting vertex coordinate information to circumscribed rectangular parallelepiped information
Vertices way regular n-sided pyramid of compression is n + 1, V 0 the vertex to indicate each vertex number 7, the bottom surface to give a V 1 ~V n.
The conversion from the vertex coordinate information to the circumscribed cuboid information is executed as follows.

【0046】底面を構成する正n角形の外接円の中心と
半径を次式により算出する。
The center and radius of the circumscribed circle of the regular n-sided polygon forming the bottom surface are calculated by the following equations.

【0047】中心:Cb=ΣVi/n(i=1〜n) 半径:R=|V1−Cb|(ここで||は絶対値を示す) 次式によりベクトルhとdを算出する。Center: C b = ΣV i / n (i = 1 to n) Radius: R = | V 1 −C b | (where || indicates an absolute value) Vectors h and d are calculated by the following equations. I do.

【0048】h=V0−Cb d=2(V1−Cb) 次式によりベクトルwを算出する。H = V 0 −C b d = 2 (V 1 −C b ) The vector w is calculated by the following equation.

【0049】ベクトル:p=h×d (ここで×はベク
トルの外積を示す) w=2R(p/|p|)(ここで||はベクトルの大き
さを示す) 次式により基準点Bを算出する。
Vector: p = h × d (where x indicates the cross product of vectors) w = 2R (p / | p |) (where || indicates the magnitude of the vector) Is calculated.

【0050】B=Cb−(w+d)/2 この外接直方体の情報を用いて元の正n角錐を復元する
ためには、その角数nの情報が必要である。よって、正
n角錐の場合、圧縮された情報は外接直方体情報+角数
nとなる。
B = C b- (w + d) / 2 In order to restore the original regular n pyramid using the information on the circumscribed rectangular parallelepiped, information on the number of angles n is necessary. Therefore, in the case of a regular n pyramid, the compressed information is the circumscribed rectangular parallelepiped information + the number of squares n.

【0051】○圧縮率 正n角錐の頂点数はn+1なのでそのデータ容量は(n
+1)x12=12n+12バイト。外接直方体情報は
48バイト、角数を示す整数値が4バイトなので圧縮さ
れたデータ容量は52バイト。
Compression rate Since the number of vertices of a regular n pyramid is n + 1, its data capacity is (n
+1) x12 = 12n + 12 bytes. Since the circumscribed rectangular parallelepiped information is 48 bytes and the integer value indicating the number of corners is 4 bytes, the compressed data capacity is 52 bytes.

【0052】従って、圧縮率は、52/(12n+1
2)×100=(433.33/(n+1))% 円錘の場合、通常nの最低値は12程度であるので、3
3.3%以下の圧縮が可能となる。
Therefore, the compression ratio is 52 / (12n + 1)
2) × 100 = (433.33 / (n + 1))% In the case of a cone, the minimum value of n is usually about 12,
Compression of 3.3% or less is possible.

【0053】〇外接直方体情報を頂点座標情報に変換・
伸張する方法 外接直方体+角数nの情報から頂点座標変換への変換は
次のように実行される。
(4) Convert the circumscribed cuboid information into vertex coordinate information
The method of extending the information from the information of the circumscribed cuboid and the number of corners n to the vertex coordinate conversion is executed as follows.

【0054】次式により底面の頂点座標Vi(i=1〜
n)を算出する。
The vertex coordinates V i of the bottom surface (i = 1 to
n) is calculated.

【0055】底面の中心座標Cb=B+(w+d)/2 Vi=Cb+sin(2π(i−1)/n)w/2+co
s(2π(i−1)/n)d/2 次式により頂点座標V0を算出する。
[0055] the center coordinates of the bottom C b = B + (w + d) / 2 V i = C b + sin (2π (i-1) / n) w / 2 + co
s (2π (i−1) / n) d / 2 The vertex coordinates V 0 are calculated by the following equation.

【0056】V0=Cb+h (第4の実施形態)本発明によるデータ圧縮・伸張方法
を正n角錘台(含む円錐台)に適用した実施形態につい
て説明する。正n角錘台は上面と底面とが相似な正n角
形で、側面が等脚台形の形状をした基本プリミティブで
ある。図8にn=3の場合(正三角錐台)を示す。
V 0 = C b + h (Fourth Embodiment) An embodiment in which the data compression / expansion method according to the present invention is applied to a regular n-frustum (including a truncated cone) will be described. The regular n-pyramidal frustum is a basic primitive having a regular n-sided shape with a similar upper surface and a lower surface and a trapezoidal shape on the side surface. FIG. 8 shows a case where n = 3 (a truncated regular triangular pyramid).

【0057】○頂点座標情報を外接直方体情報に変換・
圧縮する方法 正n角錘台の頂点数は2nであり、各頂点番号を図9に
示すように上面に対しV0〜Vn-1、下面に対しVn〜V
2n-1とつける。頂点座標情報から外接直方体情報への変
換は次のように実行される。
Conversion of vertex coordinate information to circumscribed cuboid information
Positive n angle frustum vertices of a method of compression is 2n, V 0 ~V n-1 each vertex numbers to top as shown in FIG. 9, V n ~V to the lower surface
Attach 2n-1 . The conversion from the vertex coordinate information to the circumscribed cuboid information is executed as follows.

【0058】底面を構成する正n角形の外接円の中心と
半径を次式により算出する。
The center and the radius of the circumscribed circle of the regular n-gon forming the bottom surface are calculated by the following equations.

【0059】 中心:Cb=ΣVi/n (i=Vn〜V2n-1) 半径:Rb=|Vn−Cbl (ここで||は絶対値を示
す) 上面を構成する正n角形の外接円の中心と半径を次式に
より算出する。
Center: C b = ΣV i / n (i = V n to V 2n -1 ) Radius: R b = | V n -C b l (where || indicates an absolute value) The center and radius of the circumcircle of the regular n-gon are calculated by the following equation.

【0060】中心:Ct=ΣVi/n (i=V0
n-1) 半径:Rt=|V0−Ct| (ここで||は絶対値を示
す) 次式により先尖度(底面と上面の正n角形の相似比)t
を求める。
Center: C t = ΣV i / n (i = V 0-
V n-1 ) radius: R t = | V 0 −C t | (where || indicates an absolute value)
Ask for.

【0061】t=Rt/Rb 次式によりベクトルhとdを算出する。T = R t / R b The vectors h and d are calculated by the following equation.

【0062】h=Ct−Cb t≧1(上面の正n角形の方が大きい)の場合、d=2
(V0−Ct) t<1(底面の正n角形の方が大きい)の場合、d=2
(Vn−Cb) 次式によりベクトルwを算出する。
When h = C t −C b t ≧ 1 (the upper regular n-gon is larger), d = 2
When (V 0 −C t ) t <1 (the regular n-gon on the bottom is larger), d = 2
(V n -C b) calculating a vector w by the following equation.

【0063】ベクトル:p=h×d(ここで×はベクト
ルの外積を示す) t≧1の場合、w=2Rt(p/|p|) (ここで|
|はベクトルの大きさを示す) t<1の場合、w=2Rb(p/|p|) 次式により基準点Bを算出する。
Vector: p = h × d (where x indicates the cross product of vectors) If t ≧ 1, w = 2R t (p / | p |) (where |
Indicates the magnitude of the vector.) If t <1, w = 2R b (p / | p |) The reference point B is calculated by the following equation.

【0064】t≧1の場合、B=Ct−(w+d)/2
−h t<1の場合、B=Cb−(w+d)/2 この外接直方体の情報を用いて元の正n角錘台を復元す
るためには、その角数nと先尖度tの情報が必要であ
る。よって、正n角錘台の場合、圧縮された情報は外接
直方体情報+角数n+先尖度tとなる。
When t ≧ 1, B = C t − (w + d) / 2
In the case of −ht <1, B = C b − (w + d) / 2 In order to restore the original frustum using the information of the circumscribed rectangular parallelepiped, the angle n and the kurtosis t I need information. Therefore, in the case of a regular n-sided pyramidal frustum, the compressed information is circumscribed rectangular parallelepiped information + the number of squares n + the kurtosis t.

【0065】○圧縮率 正n角錘台の頂点数は2nなのでそのデータ容量は2n
×12=24nバイト。外接直方体情報は48バイト、
角数を示す整数値が4バイト、先尖度を示す浮動小数点
数が4バイトなので圧縮されたデータ容量は56バイ
ト。
Compression ratio Since the number of vertices of the regular n-frustum is 2n, the data capacity is 2n.
× 12 = 24n bytes. The circumscribed cuboid information is 48 bytes,
Since the integer value indicating the angle is 4 bytes and the floating point number indicating the kurtosis is 4 bytes, the compressed data capacity is 56 bytes.

【0066】従って、圧縮率は、56/24n×100
=(233.33/n)%。円錘台の場合、通常nの最
低値は12程度であるので、19.4%以下の圧縮が可
能となる。
Therefore, the compression ratio is 56 / 24n × 100
= (233.33 / n)%. In the case of a truncated cone, the minimum value of n is usually about 12, so that compression of 19.4% or less is possible.

【0067】○外接直方体情報を頂点座標情報に変換・
伸張する方法 外接直方体+角数nの情報から頂点座標情報への変換は
次のように実行される。
Conversion of circumscribed rectangular parallelepiped information to vertex coordinate information
The method of extending the information from the information of the circumscribed rectangular parallelepiped and the number of corners n to the vertex coordinate information is executed as follows.

【0068】t≧1(上面の正n角形の方が大きい)の
場合、次式により上面の頂点座標V i(i=0〜n−
1)を算出する。
When t ≧ 1 (the upper regular n-gon is larger)
In this case, the vertex coordinates V on the upper surface are calculated by the following equation. i(I = 0 to n-
1) is calculated.

【0069】 上面の中心座標:Ct=B+(w+d)/2+h Vi=Ct+sin(2πi/n)w/2+cos(2π
i/n)d/2 次式により底面の頂点座標Vi(i=n〜2n−1)を
算出する。
[0069] upper surface of the center coordinates: C t = B + (w + d) / 2 + h V i = C t + sin (2πi / n) w / 2 + cos (2π
i / n) d / 2 The vertex coordinates V i (i = ni2n−1) of the bottom surface are calculated by the following equation.

【0070】底面の中心座標:Cb=Ct−h Vi=Cb+t(Vi-n−Ct) t<1(底面の正n角形の方が大きい)の場合、次式に
より底面の頂点座標Vi(i=n〜2n−1)を算出す
る。
[0070] bottom center coordinates: C b = C t -h V i = C b + t (V in -C t) when t <1 for (the larger positive n rectangular bottom surface) of the bottom surface by the following equation The vertex coordinates V i (i = n〜2n−1) are calculated.

【0071】 底面の中心座標:Cb=B+(w+d)/2 Vi=Cb+sin(2π(i−n)/n)w/2+co
s(2π(i−n)/n)d/2 次式により上面の頂点座標Vi(i=0〜n−1)を算
出する。
[0071] bottom center coordinates: C b = B + (w + d) / 2 V i = C b + sin (2π (i-n) / n) w / 2 + co
s (2π (in) / n) d / 2 The vertex coordinates V i (i = 0 to n−1) of the upper surface are calculated by the following equation.

【0072】上面の中心座標:Ct=Cb+h Vi=Ct+t(Vi+n−Cb) (第5の実施形態)本発明によるデータ圧縮・伸張方法
を球に適用した実施形態について説明する。三次元CG
で球は図10に示すように三角形と長方形とで表現され
る。
[0072] upper surface of the center coordinates: implementation of C t = C b + h V i = C t + t (V i + n -C b) how the data compression and decompression according to the present invention (Fifth Embodiment) were applied to a sphere The form will be described. 3D CG
The sphere is represented by a triangle and a rectangle as shown in FIG.

【0073】○頂点座標情報を外接直方体情報に変換・
圧縮する方法 球の経度分割数(経線数)をm、緯度分割数(緯線教)
をnとすると球の頂点数はm(n−1)+2であり、各
頂点番号を図10に示すように北極に対しV0、南極に
対しV1、その他に対しV2〜Vm(n-1)+1とつける。頂点
座標情報から外接直方体情報への変換は次のように実行
される。
Conversion of vertex coordinate information to circumscribed rectangular parallelepiped information
Compression method The number of longitude divisions (number of meridians) of a sphere is m, and the number of latitude divisions (latitude teaching)
Is n, the number of vertices of the sphere is m (n-1) +2, and each vertex number is V 0 for the north pole, V 1 for the south pole, and V 2 to V m ( n-1) +1 . The conversion from the vertex coordinate information to the circumscribed cuboid information is executed as follows.

【0074】球の中心と半径を次式により算出する。The center and radius of the sphere are calculated by the following equations.

【0075】中心:C=(V0+V1)/2 半径:R=|V0−C| (ここで||は絶対値を示
す) 次式によりベクトルhを求める。
Center: C = (V 0 + V 1 ) / 2 Radius: R = | V 0 -C | (where || indicates an absolute value) A vector h is obtained by the following equation.

【0076】h=V0−V1 次式によりベクトルwを求める。[0076] determine the vector w by h = V 0 -V 1-order equation.

【0077】ベクトル:p=h×(V2−C) (ここ
で×はベクトルの外積を示す) w=2R(p/|p|) (ここで||はベクトルの大
きさを示す) 次式によりベクトルdを求める。
Vector: p = h × (V 2 −C) (where x indicates the cross product of vectors) w = 2R (p / │p│) (where | │ indicates the magnitude of the vector) The vector d is obtained by the equation.

【0078】ベクトル:p=w×h (ここで×はベク
トルの外積を示す) d=2R(p/|p|)(ここで||はベクトルの大き
さを示す) 次式により基準点Bを求める。
Vector: p = w × h (where x indicates the cross product of vectors) d = 2R (p / │p│) (where | │ indicates the magnitude of the vector) Ask for.

【0079】B=C−(w+h+d)/2 この外接直方体の情報を用いて元の球を復元するために
は、その経線数mと緯線数nの情報が必要である。よっ
て、球の場合、圧縮された情報は外接直方体情報+経線
数m+緯線数nとなる。
B = C- (w + h + d) / 2 In order to restore the original sphere using the information on the circumscribed cuboid, information on the number of meridians m and the number of latitudes n is required. Therefore, in the case of a sphere, the compressed information is the circumscribed cuboid information + the number of meridians m + the number of latitude lines n.

【0080】○圧縮率 球の経度分割数(経線数)をm、緯度分割数(緯線数)
をnとすると球の頂点数はm(n一1)+2なのでその
データ容量は(m(n−1)+2)×12=12(m
(n−1)+2)バイト。外接直方体情報は、48バイ
ト、経線数、緯線数を示す整数値が4バイトずつなのて
圧縮されたデータ容量は56バイト。
Compression rate The number of longitude divisions (number of meridians) of a sphere is m, and the number of latitude divisions (number of latitudes)
Is n, the number of vertices of the sphere is m (n−1) +2, so its data capacity is (m (n−1) +2) × 12 = 12 (m
(N-1) +2) bytes. The circumscribed rectangular parallelepiped information is 48 bytes, and an integer value indicating the number of meridians and the number of latitude lines is 4 bytes each, and the compressed data capacity is 56 bytes.

【0081】従って、圧縮率は56/12(m(n−
1)+2)×100=(466.67/(m(n−1)
+2))%。通常mの最低値は12、nの最低値は6程
度であるので、7.5%以下の圧縮が可能となる。
Therefore, the compression ratio is 56/12 (m (n−
1) +2) × 100 = (466.67 / (m (n−1))
+2))%. Usually, the minimum value of m is 12, and the minimum value of n is about 6, so that compression of 7.5% or less is possible.

【0082】○外接直方体情報を頂点座標情報に変換・
伸張する方法 外接直方体+経線数m+緯線数nの情報から頂点座標情
報への変換は次のように実行される。
Conversion of circumscribed cuboid information to vertex coordinate information
The method of extending the information from the circumscribed cuboid + the number of meridians m + the number of latitude lines n to the vertex coordinate information is executed as follows.

【0083】次式により北極の座標V0を算出する。The north pole coordinate V 0 is calculated by the following equation.

【0084】V0=B+(w+d)/2+h 次式により南極の座標V1を算出する。V 0 = B + (w + d) / 2 + h The coordinates V 1 of the south pole are calculated by the following equation.

【0085】V1=V0−h 次式によりその他の座標Vmi+j+2(i=0〜n−2、j
=0〜m−1)を算出する。
V 1 = V 0 -h Other coordinates V mi + j + 2 (i = 0 to n−2, j
= 0 to m-1).

【0086】 球の中心座標:C=B+(w+h+d)/2 Vmi+j+2=C+cos(2πj/m)sin(2πi/
n)w/2+cos(2πi/n)h/2+sin(2
πj/m)sin(2πi/n)d/2
Central coordinates of the sphere: C = B + (w + h + d) / 2 V mi + j + 2 = C + cos (2πj / m) sin (2πi /
n) w / 2 + cos (2πi / n) h / 2 + sin (2
πj / m) sin (2πi / n) d / 2

【0087】[0087]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、基本プ
リミティブ形状の情報を外接直方体情報と復元可能な最
小限のパラメータ値に変換・圧縮し、圧縮された情報か
らもとの基本プリミティブ形状を復元するようにしたた
め、プリミティブのデータ容量が削減される。
As described above, according to the present invention, the information of the basic primitive shape is converted and compressed into the circumscribed rectangular parallelepiped information and the minimum restorable parameter value, and the original basic primitive shape is converted from the compressed information. Is restored, the data capacity of the primitive is reduced.

【0088】また、データ容量削減により、(1)形状
データを保存すべきコンピュータの外部紀慣容量が軽減
される。(2)ネットワーク上て転送されるデータ容量
が軽減される。
Further, by reducing the data capacity, (1) the external storage capacity of the computer in which the shape data is to be stored is reduced. (2) The amount of data transferred on the network is reduced.

【0089】また、本発明によるデータ圧縮では、圧縮
されたデータが外接直方体情報を基本にしているため、
もとの基本プリミティブの頂点数によらず、ほぼ一定の
データ容量に圧縮が可能である。
In the data compression according to the present invention, since the compressed data is based on the circumscribed cuboid information,
Compression can be performed to a substantially constant data capacity regardless of the number of vertices of the original basic primitive.

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

【図1】プリミティブと外接直方体の例。FIG. 1 is an example of a primitive and a circumscribed cuboid.

【図2】本発明における外接直方体のパラメータの例。FIG. 2 is an example of parameters of a circumscribed cuboid in the present invention.

【図3】直方体の頂点。FIG. 3 shows vertices of a rectangular parallelepiped.

【図4】正三角柱のプリミティブ形状。FIG. 4 shows a primitive shape of a regular triangular prism.

【図5】正n角柱と外接直方体の例。FIG. 5 shows an example of a regular n prism and a circumscribed rectangular parallelepiped.

【図6】正三角錐のプリミティブ形状。FIG. 6 shows a primitive shape of a regular triangular pyramid.

【図7】正n角錐と外接直方体の例。FIG. 7 is an example of a regular n pyramid and a circumscribed rectangular parallelepiped.

【図8】正三角錐台のプリミティブ形状。FIG. 8 shows a primitive shape of a truncated triangular pyramid.

【図9】正n角錐台と外接直方体の例。FIG. 9 shows an example of a regular n-frustum and a circumscribed cuboid.

【図10】球のプリミティブ形状。FIG. 10 shows a primitive shape of a sphere.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

P…プリミティブ CR…外接直方体 P: Primitive CR: Bounding cuboid

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コンピュータグラフィックスの対象物を
直方体や円柱のプリミティブの集合として3次元モデル
で表現し、このプリミティブ形状を直方体や円柱の外接
直方体情報として取り扱うにおいて、 前記外接直方体情報は、外接直方体の各頂点座標の1つ
の頂点座標とする基準点Bと、各頂点座標から外接直方
体の幅wと高さh及び奥行きdを示す3つのベクトルを
算出することによりデータ圧縮し、該基準点と3つのベ
クトルから各頂点座標情報を算出することによりデータ
伸張することを特徴とするデータ圧縮・伸張方法。
An object of computer graphics is represented by a three-dimensional model as a set of primitives of a rectangular parallelepiped or a cylinder, and the primitive shape is treated as circumscribed rectangular parallelepiped or cylindrical circumscribed cuboid information. The data is compressed by calculating three vectors indicating the width w, the height h, and the depth d of the circumscribed cuboid from each vertex coordinate, and the reference point B as one vertex coordinate of each vertex coordinate of A data compression / expansion method characterized by decompressing data by calculating each vertex coordinate information from three vectors.
【請求項2】 直方体の前記外接直方体情報は、直方体
の各頂点の1つの頂点V4を基準点Bとし、この基準点
に対向する他の頂点V0〜V7の座標情報から次式により
3つのベクトルw,h,dを算出するデータ圧縮とし、 B=V4 w=V7−V4 h=V0−V4 d=V5−V4 この外接直方体情報を次式、 Vi=B+δwiw+δhih+δdid 但し、δwi=0(i=0、1、4、5) 1(i=2、3、6、7) δhi=0(i=4、5、6、7) 1(i=0、1、2、3) δdi=0(i=0、3、4、7) 1(i=1、2、5、6) により直方体の頂点座標Viに変換するデータ伸張を特
徴とする請求項1に記載のデータ圧縮・伸張方法。
Wherein said circumscribed rectangular information cuboid, one vertex V 4 of a rectangular parallelepiped of each vertex as the reference point B, the following equation from the coordinate information of the other vertex V 0 ~V 7 that faces the reference point three vectors w, h, and data compression for calculating the d, B = V 4 w = V 7 -V 4 h = V 0 -V 4 d = V 5 -V 4 the following equation the circumscribed cuboid information, V i = B + δ wi w + δ hi h + δ di d However, δ wi = 0 (i = 0,1,4,5) 1 (i = 2,3,6,7) δ hi = 0 (i = 4,5,6, 7) conversion 1 (i = 0,1,2,3) δ di = 0 (i = 0,3,4,7) 1 (i = 1,2,5,6) by a rectangular vertex coordinates V i 2. The data compression / expansion method according to claim 1, wherein the data is expanded.
【請求項3】 直方体以外の正n角柱又は円柱の前記外
接直方体情報は、上面の各頂点V0〜Vn-1と下面の各頂
点Vn〜V2n-1の座標情報から次式により基準点Bと3
つのベクトルw,h,dを算出するデータ圧縮とし、 h=Ct−Cb d=2(Vn−Cb) w=2R(p/|p|) B=Cb−(w+d)/2 但し、 Cb:底面を構成する正n角形の外接円の中心 R:底面を構成する正n角形の外接円の半径 Ct:上面を構成する正n角形の中心 p:hとdの外積 |p|:ベクトルpの大きさ この外接直方体情報から次式、 Vi=Cb+sin(2π(i−n)/n)w/2+co
s(2π(i−n)/n)d/2 (i=n〜2n−
1) Vi=Vi+n+h (i=0〜n−1) 但し、Cb:底面の中心座標 により底面及び上面の各頂点座標Viに変換するデータ
伸張を特徴とする請求項1に記載のデータ圧縮・伸張方
法。
3. The circumscribed rectangular parallelepiped information of a regular n-sided prism or a cylinder other than a rectangular parallelepiped is calculated from the coordinate information of each vertex V 0 to V n-1 on the upper surface and each vertex V n to V 2n-1 on the lower surface according to the following equation. Reference points B and 3
One of a vector w, h, and data compression for calculating the d, h = C t -C b d = 2 (V n -C b) w = 2R (p / | p |) B = C b - (w + d) / 2 where C b : the center of the circumscribed circle of the regular n-gon forming the bottom surface R: the radius of the circumscribed circle of the regular n-gon forming the bottom surface C t : the center of the regular n-gon forming the top surface p: h and d cross product | p |: size following equation circumscribed cuboid information of the vector p, V i = C b + sin (2π (i-n) / n) w / 2 + co
s (2π (i−n) / n) d / 2 (i = n to 2n−
1) V i = V i + n + h (i = 0~n-1) where, Cb: to claim 1, wherein the data expansion to be converted by the center coordinates of the bottom surface to the bottom surface and each vertex coordinate V i of the upper surface Data compression / expansion method described.
【請求項4】 正n角錐又は円錐の前記外接直方体情報
は、頂点V0と底面の各頂点V1〜Vnの座標情報から次
式により基準点Bと3つのベクトルw,h,dを算出す
るデータ圧縮とし、 h=V0−Cb d=2(V1−Cb) w=2R(p/|p|) B=Cb−(w+d)/2 但し、 Cb:底面を構成する正n角形の外接円の中心 R:底面を構成する正n角形の外接円の半径 p:hとdの外積 |p|:ベクトルpの大きさ この外接直方体情報から次式、 Vi=Cb+sin(2π(i−1)/n)w/2+co
s(2π(i−1)/n)d/2 (i=1〜n) V0=Cb+h 但し、Cb:底面の中心座標 により底面の各頂点座標Vi及び頂点座標V0に変換する
データ伸張を特徴とする請求項1に記載のデータ圧縮・
伸張方法。
4. The circumscribed rectangular parallelepiped information of a regular n-pyramid or cone is obtained by calculating a reference point B and three vectors w, h, d from the coordinate information of the vertex V 0 and the vertices V 1 to V n of the bottom surface according to the following equation. and calculated data compression, h = V 0 -C b d = 2 (V 1 -C b) w = 2R (p / | p |) B = C b - (w + d) / 2 where, C b: a bottom The center of the circumscribed circle of the regular n-gon constituting R: the radius of the circumcircle of the regular n-gon constituting the base p: the outer product of h and d | p |: the magnitude of the vector p From this circumscribed cuboid information, V i = C b + sin (2π (i−1) / n) w / 2 + co
s (2π (i-1) / n) d / 2 (i = 1~n) V 0 = C b + h where, C b: each vertex of the bottom surface to the center coordinates of the bottom coordinate V i and vertex coordinates V 0 The data compression / decompression according to claim 1, characterized in that the data to be converted is expanded.
Stretching method.
【請求項5】 正n角錐台又は円錐台の前記外接直方体
情報は、上面の各頂点V0〜Vn-1と下面の各頂点Vn
2n-1の座標情報から次式により基準点Bと3つのベク
トルw,h,dを算出するデータ圧縮とし、 h=V0−Cb d=2(V0−Ct) (t≧1の場合) d=2(Vn−Cb) (t<1の場合) w=2Rt(p/|p|) (t≧1の場合) w=2Rb(p/|p|) (t<1の場合) B=Ct−(w+d)/2−h (t≧1の場合) B=Cb−(w+d)/2 (t<1の場合) 但し、 Cb:底面を構成する正n角形の外接円の中心 Rb:底面を構成する正n角形の外接円の半径 Ct:上面を構成する正n角形の外接円の中心 Rt:上面を構成する正n角形の外接円の半径 p:hとdの外積 |p|:ベクトルpの大きさ t:底面と上面の正n角形の相似比 この外接直方体情報から次式、 上面の頂点座標Vi(t≧1の場合) Vi=Ct+sin(2πi/n)w/2+cos(2π
i/n)d/2 (i=0〜n−1) 底面の頂点座標Vi(t≧1の場合) Vi=Cb+t(Vi-n−Ct) (i=n〜2n−1) 上面の頂点座標Vi(t<1の場合) Vi=Ct+t(Vi+n−Cb) (i=0〜n−1) 底面の頂点座標Vi(t<1の場合) Vi=Cb+sin(2π(i−n)/n)w/2+co
s(2π(i−n)/n)d/2 (i=n〜2n−
1) 但し、 Ct:上面の中心座標 Cb:底面の中心座標 により上面及び底面の各頂点座標Viに変換するデータ
伸張を特徴とする請求項1に記載のデータ圧縮・伸張方
法。
5. The circumscribed rectangular parallelepiped information of a regular n-frustum or a truncated cone includes vertices V 0 to V n-1 on the upper surface and vertices V n to V n on the lower surface.
Data compression for calculating a reference point B and three vectors w, h, and d from the coordinate information of V 2n -1 by the following equation: h = V 0 −C b d = 2 (V 0 −C t ) (t ≧ 1) d = 2 (V n −C b ) (when t <1) w = 2R t (p / | p |) (when t ≧ 1) w = 2R b (p / | p |) (When t <1) B = C t − (w + d) / 2−h (when t ≧ 1) B = C b − (w + d) / 2 (when t <1) where C b : the bottom surface center R b positive n-gon of the circumscribed circle constituting the radius of the regular n polygon circumscribed circle constituting the bottom C t: center of regular n polygon circumscribed circle constituting the upper surface R t: positive n-sided polygon constituting the upper surface The radius of the circumscribed circle of p: the outer product of h and d | p |: the magnitude of the vector p t: the similarity ratio of the regular n-gon on the bottom surface and the top surface From this circumscribed rectangular parallelepiped information, the following equation, the vertex coordinates V i of the top surface (t ≧ 1) V i = C t + sin (2πi / n) w / 2 + cos (2π
i / n) d / 2 ( i = 0~n-1) when the vertex coordinates V i (t ≧ 1 bottom) V i = C b + t (V in -C t) (i = n~2n-1 ) Top surface vertex coordinates V i (when t <1) V i = C t + t (V i + n −C b ) (i = 0 to n −1) Bottom surface vertex coordinates V i (when t <1) ) V i = C b + sin (2π (in) / n) w / 2 + co
s (2π (in) / n) d / 2 (i = n to 2n−
1) However, C t: center coordinates of the upper surface C b: Data compression and decompression method of claim 1, wherein the data expansion to be converted to each vertex coordinate V i of the top and bottom surfaces to the center coordinates of the bottom surface.
【請求項6】 経度分割数mと緯度分割数nとして三角
形と長方形で表現される球の前記外接直方体情報は、球
の北極V0と南極V1と他の頂点V2〜Vm(n-1)の座標情
報から次式により基準点Bと3つのベクトルw,h,d
を算出するデータ圧縮とし、 h=V0−V1 w=2R(p/|p|) d=2R(p/|p|) B=C−(w+h+d)/2 但し、 R:球の半径 C:球の中心 p:hと(V2−C)の外積 |p|:ベクトルpの大きさ この外接直方体情報から次式、 V0=B+(w+d)/2+h V1=V0−h Vmi+j+2=C+cos(2πj/m)sin(2πi/
n)w/2+cos(2πi/n)h/2+sin(2
πj/m)sin(2πi/n)d/2(i=0〜n−
2、j=0〜m−1) 但し、C:球の中心座標 により北極座標V0と南極座標V1及びその他の座標V
mi+j+2に変換するデータ伸張を特徴とする請求項1に記
載のデータ圧縮・伸張方法。
6. The circumscribed rectangular parallelepiped information of a sphere represented by a triangle and a rectangle as the number m of longitude divisions and the number n of latitude divisions is the north pole V 0 , the south pole V 1 of the sphere, and other vertices V 2 to V m (n -1) From the coordinate information, a reference point B and three vectors w, h, d
H = V 0 −V 1 w = 2R (p / | p |) d = 2R (p / | p |) B = C− (w + h + d) / 2 where R: radius of sphere C: Center of sphere p: Outer product of h and (V 2 −C) | p |: Size of vector p From this circumscribed cuboid information, V 0 = B + (w + d) / 2 + h V 1 = V 0 −h V mi + j + 2 = C + cos (2πj / m) sin (2πi /
n) w / 2 + cos (2πi / n) h / 2 + sin (2
πj / m) sin (2πi / n) d / 2 (i = 0 to n−
2, j = 0 to m-1) where C is the center coordinate of the sphere, and the north pole coordinate V 0 , the south pole coordinate V 1, and other coordinates V
The data compression / expansion method according to claim 1, wherein data expansion for converting to mi + j + 2 is performed.
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