CN107962780A

CN107962780A - 三维形状数据的编辑设备、存储其编辑程序的记录介质以及存储其数据结构的记录介质

Info

Publication number: CN107962780A
Application number: CN201710348474.9A
Authority: CN
Inventors: 高桥智也
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2017-05-17
Publication date: 2018-04-27
Anticipated expiration: 2037-05-17
Also published as: WO2018073999A1; JP2018067128A; US20180108184A1; US10210671B2; JP6252651B1; KR20190065241A; KR102379355B1; EP3531317A4; EP3531317A1; CN107962780B

Abstract

本申请提供了三维形状数据的编辑设备、存储三维形状数据编辑程序的记录介质以及存储三维形状数据的数据结构的记录介质，所述设备包括：范围设置单元，其将由包括三维位置信息的三维形状数据表示的三维形状的保护对象范围和可编辑范围中的至少一个设置为编辑控制范围；以及控制条件设置单元，其设置用于控制所述可编辑范围内的编辑的控制条件，以便在可编辑范围被编辑时不编辑保护对象范围。

Description

三维形状数据的编辑设备、存储其编辑程序的记录介质以及存储其数据结构的记录介质

技术领域

本发明涉及三维形状数据的编辑设备、存储三维形状数据的编辑程序的记录介质以及存储三维形状数据的数据结构的记录介质。

背景技术

在用于使与其他图形物体一起显示的图形物体变形的系统中，JP-A-H10-208078公开了一种特征在于通过如下配置来使图形物体迅速地变形的系统：用于图形物体的包含计算机的单元，该图形物体被表征为具有伴有体积元素的体积的物体；与该计算机组合的用户界面，以便选择和移动从体积元素中选择的一个体积元素；图形物体变形单元，其通过响应于用户界面而将被选择的体积元素仅移动由用户界面规定的量，并且作为移动的结果而使图形物体变形；在图形物体的变形时检测并防止图形物体的冲突的单元；松弛单元，其基于弹性使元素之间的相对位置放松；以及包括显示器的单元，其用于再现与松弛单元的输出相结合的并且通过使具有体积的图形物体移动和变形而被放松的结果。

日本专利第3512406号公开了一种信息处理系统中的立方形描述方法，用于保存描述了三维空间中的实体模型的形状数据并将其用于存储装置，该信息处理系统包括形状处理单元、存储装置、操作装置和显示装置，并且形状处理单元执行：在显示装置上显示关于预定的三维空间的固定坐标系；接收单个或多个浮动坐标系的区域以及在显示装置上显示的固定坐标系上的关于实体模型的分辨率的定义，所述固定坐标系接收描述一个实体模型的第一形状数据；根据浮动坐标系的区域和分辨率的定义、以及对由浮动坐标系定义的格点是在形状内部还是在外部进行定义的三维单元阵列的定义，执行相对于固定坐标系的在浮动坐标系中的相对位置关系的代数计算；生成描述浮动坐标系和三维单元阵列之间的对应关系并且描述实体模型的第二形状数据；以及将所生成的实体模型的第二形状数据保存在存储装置中。

US 2014/0324204A和US 2015/0258770A公开了通过在体素数据中定义颜色、材料等产生三维形状的技术。

发明内容

近来，根据3D打印机的普及，期望的是从数字数据直接产生最终产品的直接数字制造(DDM)将被积极地执行。因为DDM使得能够以小批量、多种类方式制造，所以用户更容易获得作为非量产物品的原创产品。

在3D打印中，需要创建三维形状数据。虽然对于普通用户来说很难通过对三维形状建模来生成三维形状数据，但是通过基于提前准备的三维形状数据编辑三维形状来生成三维形状数据相对容易。

然而，在通过自由地编辑三维形状来生成三维形状数据的情况下，存在加入了会损害原始三维形状的编辑的可能性。

本发明的一个目的是提供三维形状数据的编辑设备、存储三维形状数据的编辑程序的记录介质以及存储三维形状数据的数据结构的记录介质，其能够在可实现原始三维形状数据的功能的范围内编辑三维形状数据。

[1]根据本发明的一个方面，提供一种三维形状数据的编辑设备，其包括：范围设置单元，其将由包括三维位置信息的三维形状数据表示的三维形状的保护对象范围和可编辑范围中的至少一个设置为编辑控制范围；以及控制条件设置单元，其设置用于控制所述可编辑范围内的编辑的控制条件，以便在可编辑范围被编辑时不编辑保护对象范围。

[2]在根据[1]的三维形状数据的编辑设备中，范围设置单元可以通过利用三维位置信息设置编辑控制范围。

[3]在根据[2]的三维形状数据的编辑设备中，范围设置单元可以通过利用由三维位置信息表示的点、线、面和空间的信息中的至少一条信息来设置编辑控制范围。

[4]在根据[3]的三维形状数据的编辑设备中，在通过利用由点、线、面和空间的信息中的至少一条信息表示的三维位置信息来设置编辑控制范围时，范围设置单元可以通过利用被保持为与编辑对象的三维形状数据不同的其他三维形状数据的信息来设置编辑控制范围。

[5]在根据[1]至[4]中任意一项的三维形状数据的编辑设备中，范围设置单元可以通过利用给至三维位置信息的属性信息来设置编辑控制范围。

[6]在根据[1]至[5]中任意一项的三维形状数据的编辑设备中，范围设置单元可以通过利用给至三维位置信息的颜色、强度、材料、和质地的属性信息中的至少一条信息来设置编辑控制范围。

[7]在根据[1]至[6]中任意一项的三维形状数据的编辑设备中，范围设置单元可以通过利用属性模式来设置所述编辑控制范围，所述属性模式通过使用给至三维位置信息的周期、公式和其他三维形状数据的属性信息中的至少一条信息而设置。

[8]在根据[1]至[7]中任意一项的三维形状数据的编辑设备中，控制条件设置单元可以通过利用由三维位置信息表示的点、线、面和空间的信息中的至少一条信息来设置控制条件。

[9]在根据[8]的三维形状数据的编辑设备中，三维形状数据可以是由一组多个体素表示三维形状的体素数据，且控制条件设置单元可以通过由体素表示点、线、面和空间来设置控制条件。

[10]在根据[1]至[9]中任意一项的三维形状数据的编辑设备中，控制条件可以包括用于控制关于可编辑范围的变形、放大、缩小、移动、旋转、添加、删除、替换和合成中的至少一种处理的条件。

[11]在根据[1]至[10]中任意一项的三维形状数据的编辑设备中，控制条件可以包括用于控制关于可编辑范围的属性的添加、删除、改变、替换和合成中的至少一种处理的条件。

[12]在根据[1]至[11]中任意一项的三维形状数据的编辑设备中，控制条件可以包括将三维形状外部的预定空间设置为保护对象范围或可编辑范围的条件。

[13]根据本发明的另一方面，提供了一种三维形状数据的编辑设备，其包括：编辑单元，其根据三维形状数据的控制条件来编辑可编辑范围，其中所述三维形状数据是由根据[1]至[12]中任一项的三维形状数据的编辑设备编辑的。

[14]根据[13]的三维形状数据的编辑设备，当编辑可编辑范围时，编辑单元可以在包括保护对象范围的范围被编辑的情况下，应用仅针对可编辑范围而指示的编辑。

[15]根据本发明的又一方面，提供了一种存储三维形状数据的编辑程序的计算机可读记录介质，用于使得计算机起到根据[1]至[14]中任一项的三维形状数据的编辑设备的每个单元的功能。

[16]根据本发明的再一方面，提供了一种存储三维形状数据的数据结构的计算机可读记录介质，其包括：与构造三维形状的多个体素有关的体素信息；表示三维形状的保护对象范围和可编辑范围的保护属性；以及用于控制三维形状的编辑的控制条件。

根据[1]的编辑设备、[15]的记录介质以及[16]的记录介质，存在可以在可实现原始三维形状数据的功能的范围内编辑三维形状数据的效果。

根据[2]的编辑设备，存在容易地设置编辑控制范围的效果。

根据[3]的编辑设备，与不利用由三维位置信息表示的点、线、面和空间的信息中的至少一条信息来设置编辑控制范围的情况相比，存在容易地设置编辑控制范围的效果。

根据[4]的编辑设备，与不利用被保持为与编辑对象的三维形状数据不同的其他三维形状数据的信息来设置编辑控制范围的情况相比，存在容易地管理三维形状数据的效果。

根据[5]的编辑设备，与不利用给至三维位置信息的属性信息来设置编辑控制范围的情况相比，存在容易地设置编辑控制范围的效果。

根据[6]的编辑设备，与不利用给至三维位置信息的颜色、强度、材料和质地的属性信息中的至少一条信息来设置编辑控制范围的情况相比，存在容易地设置编辑控制范围的效果。

根据[7]的编辑设备，与不利用通过使用给至三维位置信息的周期、公式和其他三维形状数据的属性信息中的至少一条信息而设置的属性模式来设置编辑控制范围的情况相比，存在容易地设置编辑控制范围的效果。

根据[8]的编辑设备，与不利用由三维位置信息表示的点、线、面和空间的信息中的至少一条信息来设置控制条件的情况相比，存在容易地设置控制条件的效果。

根据[9]的编辑设备，在三维形状由通过一组多个体素表示的体素数据表示的情况下，存在可以在可实现原始三维形状的功能的范围内改变三维形状的效果。

根据[10]的编辑设备，存在可以在可实现原始三维形状的功能的范围内限制关于可编辑范围的变形、放大、缩小、移动、旋转、添加、删除、替换和合成中的至少一种处理的效果。

根据[11]的编辑设备，存在三维形状的编辑的自由度增加的效果。

根据[12]的编辑设备，存在这样的效果：可以拒绝其中三维形状存在于三维形状外部的预定空间中的编辑，或者可以执行其中三维形状存在于三维形状外部的预定空间中的编辑。

根据[13]的编辑设备，存在可以在不损害原始三维形状的范围内对可编辑范围进行编辑的效果。

根据[14]的编辑设备，存在可以在保护对象范围内防止编辑的效果。

附图说明

将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施例，其中：

图1是三维形状数据的编辑设备的框图；

图2是用于设置由三维形状数据所表示的三维形状的编辑控制范围的编辑程序的流程图；

图3是用于编辑由三维形状数据所表示的三维形状的可编辑范围的编辑程序的流程图；

图4是示出三维形状数据的数据结构的示图；

图5是示出三维形状的一个示例的示图；

图6是示出三维形状的一个示例的示图；

图7是示出三维形状的一个示例的示图；

图8是用于说明保护对象范围和可编辑范围的示图；

图9是用于说明控制条件的示图；

图10是用于说明控制条件的示图；

图11是用于说明保护对象范围的示图；

图12是用于说明控制条件的示图；

图13是用于说明控制条件的示图；

图14是用于说明控制条件的示图；

图15是用于说明控制条件的示图；

图16是用于说明控制条件的示图；

图17是用于说明控制条件的示图；

图18是用于说明控制条件的示图；以及

图19是用于说明控制条件的示图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述用于实现本发明的示例性实施例的实施示例。

首先，将参照图1描述根据示例性实施例的三维形状数据的编辑设备10。

例如，编辑设备10配置有个人计算机等并包括控制器12。控制器12包括中央处理单元(CPU)12A、只读存储器(ROM)12B、随机存取存储器(RAM)12C、非易失性存储器12D以及输入和输出接口(I/O)12E。CPU 12A、ROM 12B、RAM 12C、非易失性存储器12D以及I/O 12E通过总线12F彼此连接。

操作单元14、显示单元16、通信单元18和存储器单元20连接至I/O 12E。CPU 12A是范围设置单元、控制条件设置单元和编辑单元的一个示例。

例如，操作单元14包括鼠标和键盘。

例如，显示单元16包括液晶显示器等。

通信单元18是用于与外部装置进行数据通信的接口。

存储器单元20由诸如硬盘的非易失性存储器装置配置，并存储下文将要描述的三维形状数据等的编辑程序。CPU 12A通过读取存储在存储器单元20中的三维形状数据的编辑程序来执行所述编辑程序。

接下来，将参照图2和图3描述根据示例性实施例的编辑设备10的操作。通过由CPU12A执行编辑程序来进行图2所示的编辑处理。例如，在用户指示编辑程序的执行的情况下，进行图2所示的编辑处理。这里，图2所示的处理是用于对三维形状数据所表示的三维形状的编辑控制范围进行设置的处理。编辑控制范围表示保护对象范围和可编辑范围中的至少一个，其中在保护对象范围内禁用三维形状编辑，而在可编辑范围内启用三维形状编辑。例如，在针对由工程师等建模的三维形状数据而设置编辑控制范围的情况下，进行图2的处理。

在示例性实施例中，“编辑”包括：通过针对三维形状的至少一部分执行诸如变形、放大、缩小、移动、旋转、添加、删除、替换和合成之类的处理，来改变三维形状的至少一部分的形状。

此外，“编辑”包括：通过针对给至三维位置信息的颜色、强度、材料和质地中的至少一条属性信息的至少一部分执行诸如添加、删除、改变、替换和合成的处理，来改变三维形状的至少一部分的属性。

这里，“材料”包括以下信息中的至少一条信息：表示材料的种类的信息，诸如树脂、金属和橡胶；表示材料名称的信息，诸如ABS和PLA；表示商业可用材料的产品名称、产品编号等的信息；表示材料的信息，诸如ISO和JIS等标准定义的材料名称、缩写、和编号；以及表示材料特性的信息，诸如导热性、导电性和磁性。

此外，“质地”表示这样的属性信息，其不仅表示诸如三维形状数据的反射率、透射率、光泽度和表面特性的颜色，还表示外观和触感。

属性信息包括通过利用给至三维位置信息的周期、公式和其他三维形状数据中的至少一条信息来设置的属性模式(attribute pattern)。属性模式包括以下中的至少一个：根据在一定时间段内的重复、渐变、由数学公式表达的倾斜或极值点的表现、其他三维形状数据等对三维形状数据的颜色、材料、质地等进行连续改变；以及利用指示形状对三维形状数据的指示范围进行填充或连续改变。

在图2的步骤S100中，CPU 12A从存储器单元20读取对三维形状进行建模的三维形状数据，并且将基于所读取的三维形状数据的三维形状显示在显示单元16上。根据用户对操作单元14的操作，通过至少创建三维形状数据并且指定诸如颜色和材料的属性来生成三维形状数据。

在示例性实施例中，描述了通过一组体素表达三维形状的数据格式被用作三维形状数据的数据格式的情况，但也可以使用其他数据格式。

这里，虽然所述体素是三维形状的基本元素并用作例如立方体，但是所述体素不限于立方体。所述体素可以用作球体、圆柱体等。通过三维地排列体素来表达期望的三维形状。此外，通过指定每个体素的诸如颜色和材料的属性来表达三维形状数据的显示以及成型后的颜色和材料。

根据示例性实施例的三维形状数据包括：与至少构造三维形状的多个体素有关的体素信息、表示三维形状的保护对象范围和可编辑范围的保护属性以及用于控制三维形状的编辑的控制条件。

具体地，作为图4中示出的数据结构30，其是表示体素ID、保护属性和控制条件之间的对应关系的表格数据结构。所述数据结构不限于表格数据，而可以是诸如层次结构的其他结构，只要其为表示对应关系的数据结构即可。

体素ID是给至每个体素的唯一的ID。体素ID可以由三维空间中的X、Y和Z的坐标值表示，可以由三维空间被网格均匀分割时的X、Y和Z的索引号表示，也可以由从原点起的序号表示。

保护属性是表示是否保护三维形状数据或是否允许编辑的信息，以及是“保护”(禁用三维形状的编辑)或“可编辑”(针对每个体素或由体素设置的每个范围来设置三维形状的编辑)的信息。

此外，体素的颜色、材料等的属性可以设置在数据结构30中。在这种情况下，例如，体素的颜色可以由红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)和透明度(A：透过)表示。此外，属性可以持有与诸如给至上述三维形状数据的颜色、强度、材料和质地之类的信息等同的信息，作为数据结构30而不是每个体素。

控制条件是用于控制三维形状的编辑的条件，其详细内容将在下文描述。

图5示出了由一组体素表示的三维形状的示例。如图5所示，三维形状32表示了具有一组多个体素34的兔子。通过减小体素34的尺寸，如图6和7所示，更详细地表示了三维形状32A和32B。

在步骤S102中，CPU 12A根据用户的操作来确定编辑控制范围的设置是否被指定。在肯定地确定的情况下，该处理转移到步骤S104，并且在否定地确定的情况下，该处理结束。

在步骤S104中，CPU 12A设置编辑控制范围。

下文中，将描述设置编辑控制范围的具体示例。例如，用户指定三维形状中的保护对象范围，即，其内编辑被禁用的范围或其内编辑被启用的可编辑范围。如图8所示，例如，关于兔子的三维形状32，用户可以在兔子的身体和头部之间的分界处设置分界线36，兔子的身体可以被设置为保护对象范围38，且头部可以被设置为可编辑范围40。例如，通过指定等于或大于两个的体素来设置分界线36。此外，分界线36或者可以是由两个体素表示的线段、半直线或直线，或者可以是由等于或大于三个的体素表示的曲线。

可以关于三维形状数据重新定义编辑控制范围，并且起初包括在三维形状数据中的三维位置信息和给至三维位置信息的属性信息可以被用作编辑控制范围。例如，在头部和身体被定义为不同的部分的情况下，可以设置编辑控制范围以使得只能编辑头部。

此外，如图9所示，在保护对象范围和可编辑范围之间的分界处设置分界面42，并且例如可以通过分界面42将下部的范围设置为保护对象范围44，以及可以通过分界面42将上部的范围设置为可编辑范围46。例如，通过指定三个体素来设置分界面42。此外，虽然分界面42是一个平面，但是可以通过指定多个体素设置分界面以使得分界面成为曲面。

此外，例如如图10所示，在兔子的三维形状32中，在已经将柔和的强度属性给至表示兔子耳朵内部的范围51的三维位置信息的情况下，可以设置编辑控制范围以使得唯有相同强度属性被给至的三维形状数据的范围才成为可编辑范围。此外，在将填充了具有重复周期的晶格结构的属性模式给至表示兔子身体内部的范围53的三维位置信息的情况下，用户可以设置编辑控制范围以使得唯有相同属性模式被给至的三维形状数据的范围才成为可编辑范围或保护对象范围。

类似地，在将颜色信息给至三维位置信息的情况下，或在执行质地映射的情况下，用户可以仅将任意颜色被给至的三维形状数据的范围设置为编辑控制范围。在这种情况下，用户可以指定特定一种颜色或恒定的颜色范围。

类似地，在将材料信息给至三维位置信息的情况下，用户可以仅将任意材料被给至的三维形状数据的范围设置为编辑控制范围。在这种情况下，用户可以指定诸如ABS和PLA之类的特定材料、诸如包含树脂、金属和橡胶的材料之类的材料的种类、或诸如一定程度的导电性和特定的导热范围之类的材料特性的范围。

此外，如图11所示，在插座盖板(outlet cover)的三维形状48的情况下，用户可以将由虚线表示的面50设置为可编辑范围。

如上所述，用户可以针对三维形状数据重新定义编辑控制范围，并且起初包括在三维形状数据中的三维位置信息和给至三维位置信息的属性信息可以被用作编辑控制范围。例如，用户可以将可以被确定为连续面的三维形状数据的范围设置为面50，其中类似弯曲部分继续作为编辑控制范围。

此外，用户可以设置保护对象范围和可编辑范围两者，可以仅设置保护对象范围，而其他范围可以自动地设置为可编辑范围。此外，可以仅设置可编辑范围，而其他范围可以自动地设置为保护对象范围。

在步骤S106中，CPU 12A设置关于每个体素的保护属性。也就是，CPU 12A针对用户指定的保护对象范围的体素将保护属性设置为“保护”，并且针对可编辑范围的体素将保护属性设置为“可编辑”。

在步骤S108中，CPU 12A确定控制条件是否由用户的操作指定。在肯定地确定的情况下，该处理转移到步骤S110，并且在否定地确定的情况下，该处理转移到步骤S102。

在步骤S110中，CPU 12A将用户指定的控制条件设置到三维形状数据。

下文中，将描述控制条件的设置的具体示例。

例如，如图9所示，用户可以将兔子的颈部设置在保护对象范围内，使得可以在控制体素52上设置如下控制条件：保护对象范围在颈部周边的控制体素52内部不缩小。这样，编辑受到限制，使得兔子的颈部变得更瘦。

此外，如图9所示，用户可以在设置在颈部中心的控制体素54上设置如下控制条件：兔子颈部中心的附近被作为保护对象范围，并且其围绕作为中心的控制体素54旋转。此时，可以设置旋转轴和旋转角度。这样，不自然的编辑被抑制，使得兔子的头部围绕除作为中心的兔子颈部以外的范围旋转。

此外，例如如图9所示，兔子耳朵的附近可以被设置为保护对象，并且可以将一对体素之间可彼此分离的这对体素的最大间隔距离设置为控制条件，这对体素为控制体素56A和控制体素56B，以及为控制体素58A和控制体素58B。此外，可以将这对体素必须彼此分离的最小间隔距离设置为控制条件。此外，可以将彼此可以分离的方向、角度等设置为控制条件。这样，例如抑制了兔子的左耳朵和右耳朵之间距离的很大改变。此外，可以设置控制条件以使得这对体素周围的厚度成为预定范围内的厚度。这样，例如抑制了兔子耳朵的很大改变，比如太薄或太厚。

此外，如图12所示，在插座盖板的三维形状48的情况下，例如可以设置插座盖的附接面60，并且可以设置用于禁止三维形状48存在于附接面60后面的编辑的控制条件。为了设置附接面60，例如可以在三个点设置三个体素，该三个点定义出表示附接面60的无限远平面。这种体素不表示三维形状数据，但是可以被设置为用于表示编辑控制条件的范围设置体素。

此外，为了不允许对用于将插座盖板附接到墙的螺钉62的范围进行编辑，可以将包括螺钉62的区域64设置为保护对象范围。

此外，由于电插头插入所述插座盖板，因此可以将电插头插入的空间范围66和67设置为保护对象范围，且可以设置禁止空间范围66和67中存在三维形状48的编辑的控制条件。此外，所述空间范围可以设置为可编辑范围，并且可以设置允许对空间范围内存在的三维形状进行改变的控制条件。

为了设置空间范围66和67，例如，用户可以设置占据所述空间范围的体素或要成为定义空间的特征点的体素。可替代地，可以使用定义空间范围66和67的其他三维形状数据。例如，表示空间范围66的三维形状数据可以被准备为与三维形状48不同的数据，并且可以用作三维形状48的编辑控制范围。在这种情况下，表示空间范围66的多个三维形状数据可以被读取并且可以被设置为同一三维形状的多个空间范围66和67。

此外，空间范围可以不仅是诸如立方体、球体和圆柱体的简单形状，还可以是表示不规则形状或其它部件形状的复杂形状的空间范围。此外，连续空间可以是空间范围，或者不连续空间可以是空间范围。例如，彼此分离开的多个不同的部件形状可以集中在一个空间范围内，或者精细分布的大小穿插的空间可以是一个空间范围。

此外，在设置具有其他三维形状数据的空间范围的情况下，可以仅将要作为编辑对象的三维形状内部的空间范围设置为编辑控制范围，可以仅将要作为编辑对象的三维形状外部的空间范围设置为编辑控制范围，可以将要作为编辑对象的含有三维形状内部和外部的空间范围的空间范围设置为编辑控制范围。

此外，在通过其他三维形状数据设置编辑控制范围的情况下，仅空间范围不限于此。可以将点、线和面的三维位置信息保持为与要作为编辑对象的三维形状数据不同的其他三维形状数据。

此外，在通过利用体素定义诸如点、线、面和空间的三维形状数据来设置编辑控制范围的情况下，要利用的体素不表示三维形状数据，而是可以作为用于表示编辑控制条件的范围设置体素。

此外，如图13所示，在保护对象范围70中指定了控制体素72的情况下，可以在控制体素72上设置用于禁止移动、放大、缩小等的控制条件，以便在箭头A的方向表示的保护对象范围70侧上而不是在控制体素72上存在可编辑范围74。在图13中，虽然为了便于说明将其描述成二维的，实际上它是三维控制的。这也应用到图14至图19。

此外，如图14所示，在保护对象范围70中指定了两个控制体素78A和78B的情况下，可以在控制体素78A和78B上设置用于禁止移动、放大、缩小等的控制条件，以便在保护对象范围70侧上而不是在连接两个控制体素78A和78B的线段80、半直线80或直线80上存在可编辑范围74。此时，可以在控制体素78A和78B上设置允许可编辑范围74在线段80、半直线80或直线80的延长线上移动的控制条件。

此外，如图15所示，在保护对象范围70中指定了三个控制体素82A、82B和82C的情况下，可以在控制体素82A、82B和82C上设置用于禁止移动、放大、缩小等的控制条件，以便在保护对象范围70侧上而不是通过连接控制体素82A、82B和82C构成的面84上存在可编辑范围74。此时，可以在控制体素82A、82B和82C上设置允许可编辑范围74在面84上以及在包括面84的面上移动的控制条件。

此外，如图16所示，在保护对象范围70中指定了控制体素86和旋转角θ的情况下，可以在控制体素86上设置禁止可编辑范围74围绕作为中心的控制体素86进行超过旋转角θ的旋转的控制条件。

此外，如图17所示，在保护对象范围70中指定了两个控制体素88A和88B以及旋转角θ的情况下，可以在控制体素88A和88B上设置禁止可编辑范围74围绕作为轴的连接两个控制体素88A和88B的直线90进行超过旋转角θ的旋转的控制条件。

此外，如图18所示，可以在控制体素92和94上设置如下控制条件：禁止将控制体素92设置在保护对象范围70内，禁止将控制体素94设置在可编辑范围74内，以及禁止控制体素92与控制体素94之间的距离D超过预定距离。此外，可以在控制体素92和控制体素94上设置禁止控制体素92和控制体素94之间的距离D处在预定距离内的控制条件。

此外，如图19所示，可以设置如下控制条件：设置在保护对象范围70A内的控制体素96必须设置在保护对象范围70A的最外侧。此外，可以设置如下控制条件：等于或大于n个(图19的示例中为三个)的体素必须存在于保护对象范围70B中的控制体素98外部。

可以关于设置在三维形状数据中的编辑控制范围来定义新的限制条件，并且也可以对其应用预定的限制条件。例如，可以在编辑控制范围中设置由诸如ISO和JIS之类的标准所规定的诸如部件的厚度、长度和直径的限定条件；由制造装置的规格、限制等所规定的诸如部件的厚度、长度和直径的限制条件；由用户频繁使用的限制条件等。

此外，可以组合并管理编辑控制范围和限制条件。在这种情况下，可以对要作为编辑对象的三维形状数据同时应用编辑控制范围和限制条件，以及可以对其仅应用编辑控制范围或仅应用限制条件。

此外，可以组合编辑控制范围和限制条件以使得可以将组合结果保持为与编辑对象的三维形状数据不同的其他三维形状数据。

可以组合图13至图19中描述的控制条件。此外，三维形状可以被设置为保护对象，并且仅给至所述三维形状的属性信息才可以是可编辑的。相反地，所述三维形状可以是可编辑的，且可以组合控制条件以便将给至所述三维形状的属性信息设置为保护对象。

在步骤S111中，CPU 12A根据用户的操作确定是否选择“结束”。在肯定地确定的情况下，该处理转移到步骤S112，并且在否定地确定的情况下该处理转移到步骤S102并重复这些处理。

在步骤S112中，CPU 12A将处理后的三维形状数据存储在存储器单元20内。

在图2的处理中，描述了通过读取已经创建的三维形状数据来设置编辑控制范围的情况，但是也可以在创建三维形状数据时执行编辑控制范围的设置。

接下来，参照图3，将描述通过用于编辑三维形状的可编辑范围的编辑程序进行的编辑处理。通过由CPU 12A执行编辑程序来进行图3所示的编辑处理。例如，在通过用户的操作指示编辑程序的执行的情况下，进行图3所示的编辑处理。这里，图3所示的处理是用于对其中已经设置了三维形状的可编辑范围的三维形状数据进行编辑的处理。例如，在这种情况下执行图3的处理：已经由另一个作者设置了三维形状的编辑范围的三维形状数据被经由例如因特网等获得该三维形状数据的用户在她/他家进行编辑。

在步骤S200中，CPU 12A读取用户从存储器单元20指定的三维形状数据，并基于所读取的三维形状数据在显示单元16上显示三维形状物体。

在步骤S202中，CPU 12A根据用户的操作来确定针对显示单元16上显示的三维形状的编辑是否被指示。在肯定地确定的情况下，该处理转移到步骤S204，并且在否定地确定的情况下，该处理转移到步骤S210。

在步骤S204中，CPU 12A确定在步骤S202中被指示编辑的范围是否在可编辑范围内。在确定在步骤S202中被指示编辑的范围在可编辑范围内的情况下，该处理转移至步骤S206，且在确定该范围不在可编辑范围内的情况下，该处理转移至步骤S208。

在步骤S206中，CPU 12A基于所读取的三维形状数据的控制条件来编辑三维形状。

同时，在步骤S208中，因为三维形状数据的编辑被保护，所以CPU 12A将警告了三维形状数据的编辑被限制的警告消息显示在显示单元16上。

例如，假设在控制体素52中设置了以下控制条件：三维形状为上述图8所示的兔子的三维形状32，且控制体素52被指定为围绕兔子的颈部，且三维形状在指定的控制体素52内部不收缩。在这种情况下，即使用户指示了兔子的颈部变瘦的编辑，CPU 12A例如通过显示警告消息来停止编辑、使用户的指令无效等来不允许编辑。这样，就限制了诸如兔子的颈部变瘦的编辑，并且保护了保护对象范围。

在做出用于仅编辑可编辑范围而不编辑保护对象范围的指令的情况下，该指令被允许且CPU 12A将根据该指令而编辑的三维形状显示在显示单元16上。

在被指示编辑的范围不在可编辑范围内的情况下，CPU 12A可以使用户做出的关于该编辑指令的操作无效。

此外，在用户指示编辑的范围既包括保护对象范围又包括可编辑范围的情况下，CPU 12A可以允许仅在可编辑范围内的编辑。例如，在用户的编辑操作接近保护对象范围的情况下，CPU 12A可以仅反映直至保护对象范围的编辑，并且以保护对象范围作为分界停止编辑。此外，在用户试图将关于其中只有属性信息可编辑并设置了控制条件的保护对象范围的其他三维形状数据进行组合的情况下，CPU 12A可以仅将给至三维形状数据的属性信息组合至对象范围而不反映三维形状。

而且，CPU 12A可以仅在满足特定条件的情况下允许编辑保护对象范围。例如，在满足如下特定条件的情况下，CPU 12A可以通过改变保护对象范围的设置来允许在要成为保护对象的范围内的编辑：执行编辑控制范围的设置的用户为同一用户、用户持有诸如由执行编辑控制范围的设置的用户规定的口令和密钥之类的特定允许信息等等。

在步骤S210中，CPU 12A确定用户的操作是否选择了“结束”。在肯定地确定的情况下，该处理转移到步骤S212，并且在否定地确定的情况下，该处理转移到步骤S202以使得重复这些处理。

在步骤S212中，CPU 12A将处理后的三维形状数据存储在存储器单元20中。

如上所述，在设置了用于控制可编辑范围内的编辑的控制条件的情况下，因为仅编辑可编辑范围而不编辑保护对象范围，所以三维形状在不损害原始三维形状的范围内被编辑。

在示例性实施例中，描述了图2和图3的处理是分离的程序的情况。然而，实施例不限于此，图2和图3的处理可以集成到一个程序中。

在示例性实施例中，描述了将三维形状数据的编辑程序预先安装到存储器单元20中的情况。然而，本发明的示例性实施例不限于此。例如，编辑程序可以存储并提供在诸如光盘只读存储器(CD-ROM)之类的存储介质中或可以通过网络提供。

此外，示例性实施例中描述的编辑程序的处理的流程(见图2和图3)也可以是一个示例，并且无需多言，在没有偏离示例性实施例的主旨范围内，可以删除不必要的步骤、可以添加新的步骤或可以交换处理次序。

本发明不限于上述示例性实施例并且可以进行各种修改。在本发明的精神范围内，本领域的技术人员可以设计各种改变的示例和修正的示例，并且可以理解，改变的示例和修正的示例都属于本发明的范围。此外，例如，由本领域的技术人员对每个示例性实施例执行的适当地增加或移除部件、改变设计、增加或省略步骤、或者改变条件是包括在本发明的范围内的而没有偏离本发明的主旨。

Claims

1.一种三维形状数据的编辑设备，其包括：

范围设置单元，其将由包括三维位置信息的三维形状数据表示的三维形状的保护对象范围和可编辑范围中的至少一个设置为编辑控制范围；以及

控制条件设置单元，其设置用于控制所述可编辑范围内的编辑的控制条件，以便在所述可编辑范围被编辑时不编辑所述保护对象范围。

2.根据权利要求1所述的三维形状数据的编辑设备，其中

所述范围设置单元通过利用所述三维位置信息来设置所述编辑控制范围。

3.根据权利要求2所述的三维形状数据的编辑设备，其中

所述范围设置单元通过利用由所述三维位置信息表示的点、线、面和空间的信息中的至少一条信息来设置所述编辑控制范围。

4.根据权利要求3所述的三维形状数据的编辑设备，其中

在通过利用由点、线、面和空间的信息中的至少一条信息表示的三维位置信息来设置所述编辑控制范围时，所述范围设置单元通过利用被保持为与编辑对象的三维形状数据不同的其他三维形状数据的信息来设置所述编辑控制范围。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的三维形状数据的编辑设备，其中

所述范围设置单元通过利用给至所述三维位置信息的属性信息来设置所述编辑控制范围。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的三维形状数据的编辑设备，其中

所述范围设置单元通过利用给至所述三维位置信息的颜色、强度、材料和质地的属性信息中的至少一条信息来设置所述编辑控制范围。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的三维形状数据的编辑设备，其中

所述范围设置单元通过利用属性模式来设置所述编辑控制范围，所述属性模式通过使用给至所述三维位置信息的周期、公式和其他三维形状数据的属性信息中的至少一条信息而设置。

8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的三维形状数据的编辑设备，其中

所述控制条件设置单元通过利用由所述三维位置信息表示的点、线、面和空间的信息中的至少一条信息来设置所述控制条件。

9.根据权利要求8所述的三维形状数据的编辑设备，其中

所述三维形状数据是通过一组多个体素表示三维形状的体素数据，且所述控制条件设置单元通过由体素表示点、线、面和空间来设置所述控制条件。

10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的三维形状数据的编辑设备，其中

所述控制条件包括用于控制关于所述可编辑范围的变形、放大、缩小、移动、旋转、添加、删除、替换和合成中的至少一种处理的条件。

11.根据权利要求1至10中任一权利要求所述的三维形状数据的编辑设备，其中

所述控制条件包括用于控制关于所述可编辑范围的属性的添加、删除、改变、替换和合成中的至少一种处理的条件。

12.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的三维形状数据的编辑设备，

其中所述控制条件包括所述三维形状的外部的预定空间被设置为所述保护对象范围或可编辑范围的条件。

13.一种三维形状数据的编辑设备，其包括：

编辑单元，其根据三维形状数据的控制条件来编辑可编辑范围，其中所述三维形状数据是由根据权利要求1至12中任一权利要求所述三维形状数据的编辑设备编辑的。

14.根据权利要求13所述的三维形状数据的编辑设备，其中

当编辑所述可编辑范围时，在包括保护对象范围的范围被编辑的情况下，所述编辑单元应用仅针对所述可编辑范围而指示的编辑。

15.一种存储三维形状数据的编辑程序的计算机可读记录介质，其用于使得计算机起到根据权利要求1至14中任一权利要求所述的三维形状数据的编辑设备的每个单元的功能。

16.一种存储三维形状数据的数据结构的计算机可读记录介质，包括：

与构造三维形状的多个体素有关的体素信息；

保护属性，其表示所述三维形状的保护对象范围和可编辑范围；以及

控制条件，其用于控制三维形状的编辑。