JP2001022959A - Method and device for modeling - Google Patents

Method and device for modeling

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JP2001022959A
JP2001022959A JP11195342A JP19534299A JP2001022959A JP 2001022959 A JP2001022959 A JP 2001022959A JP 11195342 A JP11195342 A JP 11195342A JP 19534299 A JP19534299 A JP 19534299A JP 2001022959 A JP2001022959 A JP 2001022959A
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JP
Japan
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point
height direction
height
contour
height position
Prior art date
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Application number
JP11195342A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasumi Enomoto
靖美 榎本
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect and express a branching point and a coupling point in the case of branching or coupling at points more than two by finding phase information on the basis of a change in the number of contour lines of an object provided by cutting the object with a plane vertical to a specified height direction at various positions along with the height direction. SOLUTION: Polygon data PD are read and a Morse function is determined. Next, contour lines are found and corresponding to a change in the number of contour lines, a top point, a branching point, a coupling point and a bottom point are found. The coordinate transformation of the polygon data PD is conducted. In this coordinate transformation, the coordinate values of the polygon data are transformed so that a determined height direction HT coincides with the axial direction of an object Q. In this case, the height direction HD is matched with a z-axis direction. Thus, the specified direction concerning the object Q is defined as height direction HT, and the phase information is found on the basis of a change in the number of contour lines of the object provided by cutting the object with the plane vertical to the height direction HT at various positions along the height direction HT.

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、物体の3次元形状
のモデリングを行う方法及び装置に関する。
The present invention relates to a method and an apparatus for modeling a three-dimensional shape of an object.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、物体の3次元形状(3次元デ
ータ)を入力するために、非接触型の3次元入力装置が
用いられる。3次元入力装置によって得られる3次元形
状は、通常、ポリゴンによって表現される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a non-contact type three-dimensional input device has been used to input a three-dimensional shape (three-dimensional data) of an object. The three-dimensional shape obtained by the three-dimensional input device is usually represented by a polygon.

【0003】3次元形状をポリゴンによって記述する場
合に、その形状を詳細に記述しようとすると、データ量
が膨大なものとなる。その結果、メモリ容量が増大し且
つ処理速度が低下するので、取り扱いが不便である。
When a three-dimensional shape is described by polygons, if the shape is to be described in detail, the data amount becomes enormous. As a result, the memory capacity increases and the processing speed decreases, so that handling is inconvenient.

【0004】データ量を低減したモデリングの手法とし
て、特開平10−312472号公報及び特開平10−
312474号公報に示されるモデリング方法がある。
この方法によると、物体についての位相情報及び幾何情
報を用いて、つまり位相幾何学データ表現によって、物
体の3次元形状のモデリングを行う。これによる典型的
なモデルでは、物体をある方向に走査したときの幾何的
特異点(分岐点など)及び各走査位置での断面による輪
郭によって物体を表現する。この位相幾何学的なデータ
をホモトピーモデルデータという。
As a modeling technique with a reduced data amount, Japanese Patent Application Laid-Open Nos.
There is a modeling method disclosed in Japanese Patent No. 31474.
According to this method, modeling of a three-dimensional shape of an object is performed using topological information and geometric information on the object, that is, by expressing topological data. In a typical model based on this, an object is represented by a geometric singular point (such as a bifurcation point) when the object is scanned in a certain direction and a contour by a cross section at each scanning position. This topological data is called homotopy model data.

【0005】つまり、ホモトピーモデルデータによる
と、物体における特異点についての情報と、所定の位置
での輪郭のデータによって物体を表現するので、ポリゴ
ンを用いる場合と比べてデータ量が格段に減少する。
That is, according to the homotopy model data, since an object is represented by information on a singular point in the object and data of a contour at a predetermined position, the data amount is significantly reduced as compared with the case where polygons are used.

【0006】図20は従来におけるポリゴンデータから
ホモトピーモデルデータへの変換の手順を示すフローチ
ャートである。図20において、まず、ポリゴンデータ
を読み込む(#801)。モース関数を決定する(#8
02)。これは、一般的には高さ方向を決定することに
なる。次に、特異点を検出する(#803)。
FIG. 20 is a flowchart showing a conventional procedure for converting polygon data into homotopy model data. In FIG. 20, first, polygon data is read (# 801). Determine Morse function (# 8
02). This will generally determine the height direction. Next, a singular point is detected (# 803).

【0007】特異点は、各ポリゴンの頂点と接続する辺
(エッジ)を時計回り(又は時計回り)に見て、ポリゴ
ンの頂点からその辺が上昇しているか又は下降している
かを判断することによって決定される。ここでは、上昇
している場合を「+」で表し、下降している場合を
「−」で表す。そして、全ての辺が「−」の場合に、そ
のポリゴンの頂点を極大点とみなす。全ての辺が「+」
の場合に、そのポリゴンの頂点を極小点とみなす。ま
た、順に連続する「+」又は「−」の辺群を一つの
「+」または「一」で表現した場合に、全ての辺の表現
が「−+−+」又は「+−+−」となる場合に、そのポ
リゴンの頂点は鞍点であるので、これを特異点とする。
A singular point is to look at a side (edge) connected to a vertex of each polygon clockwise (or clockwise) and determine whether the side is rising or falling from the vertex of the polygon. Is determined by Here, a rising case is represented by "+", and a falling case is represented by "-". Then, when all sides are "-", the vertices of the polygon are regarded as the local maximum points. All sides are "+"
In the case of, the vertex of the polygon is regarded as a minimum point. In addition, when the consecutive “+” or “−” side group is represented by one “+” or “1”, all the sides are represented by “− ++ −” or “+ − + −”. Since the vertex of the polygon is a saddle point, this is set as a singular point.

【0008】さらに、位相的な不確かさを取り除くため
に、特異点の接続情報を取得する(#804)。これ
は、辺をたどって、特異点間を結ぶポリゴンの辺が存在
するか否かで判断する。このように物体の位相情報を取
得した後、形状情報を取得する。特異点を含む高さ位置
において、高さ方向と垂直な平面でポリゴンを断面し、
断面によって得られる物体の輪郭線の形状を求め、ポリ
ゴンの辺をたどることにより輪郭線間の接続情報を得る
(#805)。
Further, in order to remove the topological uncertainty, connection information of a singular point is obtained (# 804). This is determined by tracing the sides and determining whether there is a side of the polygon connecting the singular points. After obtaining the phase information of the object in this way, the shape information is obtained. At the height position including the singular point, cross the polygon with a plane perpendicular to the height direction,
The shape of the contour of the object obtained by the cross section is obtained, and connection information between the contours is obtained by following the sides of the polygon (# 805).

【0009】なお、位相幾何学及び幾何情報を付加した
位相モデルについては、「Morse理論の基礎」(松
本幸夫著,岩波講座現在数学の基礎8,岩波書店,19
97年)、及び、「Surface coding b
ased on Morsetheory」(Y.Sh
inagawa,Y.L.Kergosien and
T.L.Kunii,IEEE Computer
Graphicsand Applications,
11(5),pp68−78,September19
91)などに詳しい記載がある。
The topology and the topology model to which the geometric information is added are described in "Basics of Morse Theory" (written by Yukio Matsumoto, Iwanami Lecture, Basic Mathematics 8, Iwanami Shoten, 19)
1997) and "Surface coding b
used on Morsetheory "(Y. Sh
inagawa, Y .; L. Kergosien and
T. L. Kunii, IEEE Computer
Graphics and Applications,
11 (5), pp68-78, September19
91).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、既に
ポリゴンで表現されている物体に対して、これを位相幾
何学的なモデルに変換する方法が公報に開示されてい
る。すなわち、分岐点の検出のために、ポリゴンの頂点
に接続するエッジをたどり、上昇するエッジ群と下隆す
るエッジ群とが2回ずつ交互に現れる頂点を特異点(分
岐点)とみなす方法である。
As described above, a method for converting an object already represented by a polygon into a topological model is disclosed in the official gazette. That is, in order to detect a branch point, an edge connected to a vertex of a polygon is traced, and a vertex in which an ascending edge group and a descending edge group alternately appear twice each is regarded as a singular point (branch point). is there.

【0011】図20に示すフローチャートでは、ステッ
プ#803において、位相幾何学的な概念に基づいて特
異点を定義し、それを離散化値に適用させる方法で特異
点を検出している。
In the flowchart shown in FIG. 20, in step # 803, a singular point is defined based on a topological concept, and the singular point is detected by a method of applying it to a discretized value.

【0012】しかし、上の公報に記載された方法による
と、三又又は四又などの分岐点を検出することができな
い。つまり、物体の1つの部分が2つの部分に分岐する
場合、又は2つの部分が1つの部分に結合する場合に、
それらを分岐点又は結合点として表現することはできる
が、3つ以上の部分に分岐する場合及び3つ以上の部分
が結合する場合については、従来においては定義されて
いない。したがって、3つ以上の部分の分岐及び結合に
ついて、アルゴリズムの限界からそれらを検出すること
ができず、またそれらを表現する方法がない。
However, according to the method described in the above publication, a branch point such as a three-pronged or four-pronged point cannot be detected. That is, if one part of the object branches into two parts, or if the two parts combine into one part,
Although they can be expressed as branch points or connection points, the case where they branch into three or more parts and the case where three or more parts are connected are not conventionally defined. Therefore, it is not possible to detect branches and joins of three or more parts due to the limitations of the algorithm, and there is no way to express them.

【0013】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、物体を位相幾何学的にモデリングを行うに当た
り、3つ以上の部分に分岐する場合及び3つ以上の部分
が結合する場合に、それらの分岐点及び結合点をも検出
し表現することを可能とすることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has been made in consideration of the above-described problems in the case where an object is topologically modeled when it branches into three or more parts and when three or more parts are combined. It is an object of the present invention to be able to detect and represent even those branch points and connection points.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る方
法は、物体についての位相情報及び幾何情報を用いて当
該物体の3次元形状のモデリングを行う方法であって、
前記物体についての特定の方向を高さ方向とし、前記高
さ方向に沿って異なる位置において高さ方向と垂直な平
面で断面し、断面によって得られる前記物体の輪郭線の
個数の変化に基づいて前記位相情報を求める。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for modeling a three-dimensional shape of an object using topological information and geometrical information on the object.
The specific direction for the object is a height direction, and a cross section is taken on a plane perpendicular to the height direction at different positions along the height direction, based on a change in the number of contours of the object obtained by the cross section. The phase information is obtained.

【0015】請求項2の発明に係る方法では、前記輪郭
線の個数が増加する位置が検出されたときに、その位置
を分岐点とする。請求項3の発明に係る方法では、前記
輪郭線の個数が減少する位置が検出されたときに、その
位置を結合点とする。
In the method according to the second aspect of the present invention, when a position where the number of the contour lines increases is detected, the position is set as a branch point. In the method according to the third aspect of the present invention, when a position where the number of the contour lines decreases is detected, the position is set as a connection point.

【0016】請求項4の発明に係る方法では、ある高さ
方向の位置において断面したときに、その断面により得
られた輪郭線に繋がっているポリゴンパッチの頂点のう
ち、高さ方向への距離が最も遠い頂点の位置を次の断面
のための高さ方向の位置とする。
According to a fourth aspect of the present invention, when a cross section is taken at a position in a certain height direction, the distance in the height direction among the vertices of the polygon patch connected to the contour line obtained by the cross section. Let the position of the farthest vertex be the position in the height direction for the next section.

【0017】請求項5の発明に係る装置は、物体につい
ての位相情報及び幾何情報を用いて当該物体の3次元形
状のモデリングを行う装置であって、前記物体について
の特定の方向を高さ方向として決定する手段と、前記高
さ方向に沿って異なる位置において高さ方向と垂直な平
面で断面し、断面によって得られる前記物体の輪郭線の
個数の変化に基づいて前記位相情報を求める手段と、を
有してなる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for modeling a three-dimensional shape of an object by using phase information and geometric information of the object, wherein a specific direction of the object is set in a height direction. Means for determining as, and a means for cross-section at a plane perpendicular to the height direction at different positions along the height direction, and for obtaining the phase information based on a change in the number of contours of the object obtained by the cross-section , Has.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係る方法を実施す
るための3次元データ処理装置1の構成を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional data processing apparatus 1 for implementing a method according to the present invention.

【0019】3次元データ処理装置1は、CPUなどか
らなって演算処理を実行する処理装置10、データ及び
プログラムを格納するハードディスク装置11、演算の
ためにデータを一時的に記憶するメモリ12、入力され
たデータ及び演算結果などを表示するディスプレイ装置
13、ディスプレイ装置13の表示面HG上で位置を指
定して入力するために使用されるマウス14、及びその
他の付属装置15などから構成される。このような3次
元データ処理装置1は、例えば、パーソナルコンピュー
タ又はワークステーションなどによって実現される。
The three-dimensional data processing device 1 includes a CPU 10 and the like for executing arithmetic processing, a hard disk device 11 for storing data and programs, a memory 12 for temporarily storing data for arithmetic operations, A display device 13 for displaying the input data and calculation results, a mouse 14 used for designating and inputting a position on the display surface HG of the display device 13, and other auxiliary devices 15. Such a three-dimensional data processing device 1 is realized by, for example, a personal computer or a workstation.

【0020】3次元データ処理装置1には、3次元デー
タであるポリゴンデータPDが外部から入力される。ポ
リゴンデータPDは、フロッピィディスクなどの記憶媒
体(記録媒体)に蓄積されている場合は、付属装置15
の1つであるフロッピー(登録商標)ディスクドライブ
などの記憶媒体駆動装置によって読み出しが行われる。
読み出されたデータは、メモリ12に一時的に記憶さ
れ、又はハードディスク装置11に格納される。また、
ポリゴンデータPDが3次元データ処理装置1以外の他
の外部装置に格納されている場合には、付属装置15の
1つである外部装置接続装置を介してその外部装置に接
続され、そこから適宜データが読み出され、メモリ12
に一時的に記憶され、又はハードディスク装置11に格
納される。
The three-dimensional data processing device 1 receives polygon data PD as three-dimensional data from outside. If the polygon data PD is stored in a storage medium (recording medium) such as a floppy disk, the attached device 15
The reading is performed by a storage medium drive such as a floppy (registered trademark) disk drive.
The read data is temporarily stored in the memory 12 or stored in the hard disk device 11. Also,
When the polygon data PD is stored in an external device other than the three-dimensional data processing device 1, the polygon data PD is connected to the external device via an external device connecting device, which is one of the attached devices 15, and is appropriately connected therefrom. The data is read out and stored in the memory 12
Is temporarily stored in the hard disk drive 11.

【0021】3次元データ処理装置1に入力されたポリ
ゴンデータPDは、3次元形状付き位相データであるホ
モトピーモデルデータYD,YDAに変換され、3次元
データ処理装置1から外部に出力される。このような変
換処理のためのプログラムは、ハードディスク装置1
1、フロッピィディスク、光磁気ディスク、又はその他
の記録媒体に格納されており、適宜メモリ12にロード
され、処理装置10により実行される。 〔ホモトピーモデルデータ〕次に、ホモトピーモデルデ
ータYDについて説明する。
The polygon data PD input to the three-dimensional data processing device 1 is converted into homotopy model data YD and YDA, which are three-dimensional shape-added phase data, and output from the three-dimensional data processing device 1 to the outside. The program for such conversion processing is stored in the hard disk drive 1
1, stored in a floppy disk, a magneto-optical disk, or another recording medium, loaded into the memory 12 as appropriate, and executed by the processing device 10. [Homotopy Model Data] Next, the homotopy model data YD will be described.

【0022】ホモトピーモデルデータYDは、3次元的
な位相情報に断面輸郭線などの幾何情報を付加すること
により、物体の3次元形状を表現するものである。ホモ
トピーモデルデータYDそれ自体については、従来の技
術の項で述べた文献「Surface coding
based on Morse theory」に記載
され、また、特開平10−312472号公報にモデリ
ングシステムとしての応用例が示されている。本実施形
態で取り扱うデータの基本的な部分は、これらの公知文
献に示されているデータ形式と同じである。
The homotopy model data YD expresses a three-dimensional shape of an object by adding geometric information such as a cross-section contour line to three-dimensional phase information. The homotopy model data YD itself is described in the document “Surface coding” described in the section of the related art.
based on Morse theory ", and an application example as a modeling system is shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-31472. The basic part of the data handled in this embodiment is the same as the data format shown in these known documents.

【0023】ホモトピーモデルデータYDにおけるデー
タ形式では、3次元表面を2次元多様体とみなし、3次
元点からある高さへの写像(Morse関数と呼ぶ)の
特異点とその接続関係により物体を表現する。2次元多
様体の場合に、曲面上の点は2次元の局所座標系で表現
され、その点での写像の微分係数が2次元方向とも零に
なる点を特異点と呼ぶ。
In the data format of the homotopy model data YD, a three-dimensional surface is regarded as a two-dimensional manifold, and an object is represented by a singular point of a mapping (referred to as a Morse function) from a three-dimensional point to a certain height and its connection relation. I do. In the case of a two-dimensional manifold, a point on a curved surface is represented by a two-dimensional local coordinate system, and a point at which the differential coefficient of the mapping at that point becomes zero in the two-dimensional direction is called a singular point.

【0024】ここで、任意の点P0のまわりの局所座標
系を(s,t)とし、高さ関数をf(s,t)とする。
この場合に、点P0が特異点である必要十分条件は、次
の(1)式、
Here, the local coordinate system around an arbitrary point P0 is (s, t), and the height function is f (s, t).
In this case, the necessary and sufficient condition that the point P0 is a singular point is expressed by the following equation (1).

【0025】[0025]

【数1】 (Equation 1)

【0026】が満たされ、且つ、特異点の安定性から、
Hesse行列である次の(2)式、
Is satisfied, and from the stability of the singularity,
The following equation (2) which is a Hesse matrix:

【0027】[0027]

【数2】 (Equation 2)

【0028】の行列値が次の(3)式のようになること
である。
That is, the matrix value becomes as shown in the following equation (3).

【0029】[0029]

【数3】 (Equation 3)

【0030】特異点について、Hesse行列の固有値
を求め、その負の固有値の数(指数と呼ぶ)が2である
場合に、その特異点は極大値になる。指数が1であると
きに特異点は鞍点となり、指数が0であるときに特異点
は極小値となる。3次元物体を高さ方向の上から下に走
査する場合に、極大値は物体部分の頂上点となり、鞍点
は物体部分の分岐点又は2つの物体部分の結合点とな
り、極小値は物体部分の谷底点となる。
With respect to a singular point, the eigenvalue of the Hessian matrix is determined, and when the number of negative eigenvalues (called an exponent) is 2, the singular point becomes a local maximum. When the index is 1, the singular point is a saddle point, and when the index is 0, the singular point is a minimum value. When a three-dimensional object is scanned from top to bottom in the height direction, the maximum value is the top point of the object portion, the saddle point is the branch point of the object portion or the junction point of the two object portions, and the minimum value is the It will be the valley bottom point.

【0031】これによって物体の「構造」を表すことが
可能であるが、これだけでは形状は表現されない。その
ため、物体の各高さ位置における断面の輪郭線を指定す
ることにより、物体の3次元形状を表現する。さらに、
輪郭線と輪郭線との間は形状が指定されないので、隣接
する輪郭線間に補助線と呼ばれる複数の曲線を指定し、
これによって輪郭線間の形状を決定する。
By this, it is possible to represent the "structure" of the object, but this alone does not represent the shape. Therefore, the three-dimensional shape of the object is expressed by specifying the contour of the cross section at each height position of the object. further,
Since the shape is not specified between the contour lines, specify multiple curves called auxiliary lines between adjacent contour lines,
Thus, the shape between the contour lines is determined.

【0032】これらを整理すると、3次元形状を表現す
るのに必要なデータは、次の通りである。 Morse関数となる高さ方向 高さ方向での特異点 特異点の接続情報 高さ方向の各位置における断面の輪郭線 隣接する輪郭線を結ぶ複数の補助線 以下、図2乃至図6を参照して具体的に説明する。
Summarizing these, the data necessary to represent the three-dimensional shape is as follows. Height direction that is a Morse function Singular point in height direction Connection information of singular point Contour line of cross section at each position in height direction Plural auxiliary lines connecting adjacent contour lines See FIGS. 2 to 6 below. This will be specifically described.

【0033】図2は3次元物体の例である「ポット」に
ついての高さ方向の例を示す図、図3はポットの特異点
n1〜n6及びそれらの接続関係をエッジe1〜e6で
示す図、図4はポットについての切断輸郭線c1〜c9
を示す図、図5はポットについての補助線s1〜s7を
示す図、図6は従来のポリゴンデータPDとホモトピー
モデルデータYDとの関連を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the height direction of a "pot" which is an example of a three-dimensional object, and FIG. 3 is a diagram showing singular points n1 to n6 of the pot and their connection relations by edges e1 to e6. FIG. 4 shows cut outlines c1 to c9 of the pot.
FIG. 5 is a diagram showing auxiliary lines s1 to s7 for pots, and FIG. 6 is a diagram showing the relationship between conventional polygon data PD and homotopy model data YD.

【0034】図2に示す物体Qについて、矢印で示す方
向を高さ方向HTとする。この場合に、高さ方向HT
は、物体Qをその通常の使用方法に沿って置いたとき
に、鉛直線に沿う物体Qの高さ方向と一致する。
For the object Q shown in FIG. 2, the direction indicated by the arrow is the height direction HT. In this case, the height direction HT
Coincides with the height direction of the object Q along the vertical line when the object Q is placed along its normal usage.

【0035】図3に示すように、物体Qの各特異点n1
〜n6は、高さ方向HTに見て、物体の頂上点〔又は開
始点(n1,n2)〕、分岐点(n3)、結合点(n
4,n5)、及び谷底点〔又は終了点(n6)〕に当た
る。
As shown in FIG. 3, each singular point n1 of the object Q
To n6 are the top point [or the start point (n1, n2)], the branch point (n3), and the connection point (n
4, n5) and the valley bottom point [or end point (n6)].

【0036】エッジe1〜e6は、特異点n1〜n6の
間がどのように接続されているかを示す接続情報であ
り、ポリゴンデータPDにおけるポリゴンのエッジ
(辺)を順に繋げたものである。
The edges e1 to e6 are connection information indicating how the singular points n1 to n6 are connected, and sequentially connect the edges (sides) of the polygons in the polygon data PD.

【0037】図4に示すように、輪郭線c1〜c9は、
特異点を含む高さ方向HTの各位置における断面の輪郭
を示すものである。輪郭線c1〜c9によって、物体Q
の形状が表現されている。輪郭線c1〜c9は、必要に
応じて指定することができるが、頂上点及び谷底点を除
く特異点n3〜n5の存在する高さ位置の輪郭線c5,
c2及びc6,c3及びc12は、必ず指定する必要が
ある。なお、頂上点及び谷底点である特異点n1,n
2,n6における輪郭線は点であるとみなしている。
As shown in FIG. 4, the contour lines c1 to c9 are
It shows the contour of the cross section at each position in the height direction HT including the singular point. By the contour lines c1 to c9, the object Q
Is expressed. The contour lines c1 to c9 can be designated as needed, but the contour lines c5 and c5 at the height positions where the singular points n3 to n5 excluding the top point and the valley bottom point exist.
c2 and c6, c3 and c12 must always be specified. Note that singular points n1, n, which are the top point and the bottom point,
The contour line at 2, n6 is regarded as a point.

【0038】図5に示すように、補助線s1〜s7は、
隣接する輪郭線を結ぶ曲線である。輪郭線及び補助線は
どのように表現されてもよいが、表現の自由度が高いN
URBS(Non Uniformed Ration
al B‐Spline)曲線による表現が適してい
る。
As shown in FIG. 5, the auxiliary lines s1 to s7 are
It is a curve connecting adjacent contour lines. The contour line and the auxiliary line may be represented in any manner, but N has a high degree of freedom in expression.
URBS (Non Uniformed Ratio)
al B-Spline) curve is suitable.

【0039】このようにして、ホモトピーモデルデータ
YDによって3次元の物体Qを表現することができる
が、高さ方向HTをどの方向にするかにより、同じ物体
Qであっても特異点及び輪郭線などが大きく異なる。
In this way, the three-dimensional object Q can be represented by the homotopy model data YD. However, depending on the direction of the height direction HT, the singular point and the contour Etc. are very different.

【0040】さて、従来におけるホモトピーモデルデー
タYDへの変換方法では、上に述べた(1)〜(3)式
を用いて位相幾何学的に特異点を求めるものであるた
め、3つ以上の部分に分岐する場合及び3つ以上の部分
が結合する場合の特異点が検出できなかった。
In the conventional method of converting to homotopy model data YD, a singular point is obtained topologically using the above-described equations (1) to (3), so that three or more singular points are obtained. A singular point could not be detected when branching to a part or when three or more parts were combined.

【0041】以下に述べる本実施形態による方法では、
その従来の欠点を改善するために、位相幾何学的概念の
特異点を用いる代わりに、次に定義する物体Qの部分
(物体部分)の頂上点、分岐点、結合点、及び谷底点に
変更し、同様のモデル表現を行う。ここで、頂上点は、
走査方向に沿って物体部分が初めて出現する点であり、
分岐点は、物体部分が複数の部分に分岐する点であり、
結合点は、複数の物体部分が結合する点であり、谷底点
は、走査方向に沿ってそれ以降において物体部分が出現
しない点であると定義される。
In the method according to the present embodiment described below,
In order to improve the conventional disadvantage, instead of using the singular point of the topological concept, it is changed to a top point, a branch point, a joint point, and a valley point of a part (object part) of the object Q defined below. Then, a similar model expression is performed. Where the top point is
The point where the object part first appears along the scanning direction,
A bifurcation point is a point where an object part branches into a plurality of parts,
A connection point is a point where a plurality of object parts are connected, and a valley bottom point is defined as a point at which no object part appears thereafter along the scanning direction.

【0042】このようにして、位相情報を、従来の位相
幾何学的概念の特異点から、本実施形態における頂上
点、分岐点、結合点、及び谷底点に変更する。本実施形
態におけるホモトピーモデルデータYDについて、それ
を従来のそれと特に区別する場合に、「ホモトピーモデ
ルデータYDA」と記載する。
In this manner, the phase information is changed from the singular point of the conventional topological concept to the top point, the branch point, the connection point, and the valley point in the present embodiment. When the homotopy model data YD in the present embodiment is particularly distinguished from the conventional homotopy model data YD, it is described as “homotopy model data YDA”.

【0043】経験的に、正しく接続されたポリゴンに対
して、ホモトピーモデルデータYDAの位相情報による
表現は、3つ以上の物体部分への分岐及び3つ以上の物
体部分の結合を除いて、従来の位相幾何学的概念の特異
点と同じ意味を持つ。 〔本実施形態におけるホモトピーモデルデータYDA〕
ポリゴンデータPDをホモトピーモデルデータYDAに
変換する際に、物体Qについての特定の方向を高さ方向
HTとし、高さ方向HTに沿って異なる位置において高
さ方向HTと垂直な平面(高さ平面)で断面し、断面に
よって得られる物体Qの輪郭線の個数の変化に基づいて
位相情報を求める。位相情報は、上に述べたように、頂
上点、分岐点、結合点、及び谷底点である。
Empirically, for a correctly connected polygon, the representation by the phase information of the homotopy model data YDA is the same as that of a conventional polygon except for branching into three or more object parts and coupling of three or more object parts. Has the same meaning as the singularity of the topological concept of [Homotopy model data YDA in the present embodiment]
When converting the polygon data PD into the homotopy model data YDA, the specific direction of the object Q is set to the height direction HT, and a plane perpendicular to the height direction HT (a height plane) at a different position along the height direction HT. ), And obtains phase information based on a change in the number of contour lines of the object Q obtained by the cross section. The phase information is the peak point, the branch point, the joint point, and the valley point as described above.

【0044】次に、図7及び図8に示すフローチャー
ト、及び図9乃至図19を参照して説明する。図7及び
図8は本実施形態に係るポリゴンデータからホモトピー
モデルデータYDAへの変換の手順を示すフローチャー
ト、図9は1つの輪郭線CLiについてのポリゴン及び
その頂点との関係を示す図、図10は二股における結合
点の例を示す図、図11は分岐点の例を示す図、図12
は頂上点の例を示す図、図13は輪郭線の例を示す図で
ある。また、図14は三叉の分岐点を含む物体Q1の例
を示す図、図15乃至図19は物体Q1の各高さ位置P
1〜7における輪郭線を示す図である。
Next, a description will be given with reference to flowcharts shown in FIGS. 7 and 8 and FIGS. 9 to 19. 7 and 8 are flowcharts showing a procedure for converting polygon data to homotopy model data YDA according to the present embodiment, FIG. 9 is a diagram showing a polygon with respect to one contour line CLi and its relationship with vertices, and FIG. FIG. 11 is a diagram showing an example of a junction point at a fork; FIG. 11 is a diagram showing an example of a branch point;
Is a diagram showing an example of a top point, and FIG. 13 is a diagram showing an example of a contour line. FIG. 14 is a diagram showing an example of an object Q1 including a trifurcated branch point, and FIGS. 15 to 19 show respective height positions P of the object Q1.
It is a figure which shows the outline in 1-7.

【0045】図7において、まず、ポリゴンデータPD
を読み込み(#11)、モース関数を決定する(#1
2)。これらは従来の処理と同じである。次に、輪郭線
を求め、その輪郭線の個数の変化に応じて、頂上点、分
岐点、結合点、及び谷底点を求める(#13)。この処
理は、物体Qの存在しない高さ位置まで繰り返し行うこ
とにより実現する。また、輪郭線の接続関係も同時に得
る。
In FIG. 7, first, the polygon data PD
Is read (# 11), and a Morse function is determined (# 1).
2). These are the same as the conventional processing. Next, a contour line is determined, and a top point, a branch point, a joint point, and a valley point are determined according to a change in the number of the contour lines (# 13). This processing is realized by repeatedly performing up to a height position where the object Q does not exist. In addition, the connection relation of the contour lines is obtained at the same time.

【0046】図8において、まず、ポリゴンデータPD
の座標変換を行う(#101)。ここでの座標変換は、
ステップ#12で決定した高さ方向HTが、物体Qのあ
る軸方向と一致するように、ポリゴンデータの座標値を
変換する。本実施形態においては、高さ方向HTがz軸
方向と一致するように座標変換を行う。これによって後
の計算が容易になる。
In FIG. 8, first, the polygon data PD
Is performed (# 101). The coordinate transformation here is
The coordinate values of the polygon data are converted such that the height direction HT determined in step # 12 coincides with a certain axis direction of the object Q. In the present embodiment, coordinate conversion is performed so that the height direction HT matches the z-axis direction. This facilitates later calculations.

【0047】次に、物体Qについて考察すべき高さの範
囲、即ち、物体Qについてデータが存在する最大高さ及
び最小高さを得る(#102)。これは、ポリゴンを構
成する全てのパッチの頂点のうち、z値の最大及び最小
を求めることにより得る。
Next, a range of heights to be considered for the object Q, that is, a maximum height and a minimum height at which data exists for the object Q is obtained (# 102). This is obtained by finding the maximum and minimum z values of the vertices of all the patches that make up the polygon.

【0048】そして、その最大高さにおける輪郭線を求
める(#103)。輪郭線は、全てのパッチと高さ平面
との交点を求めることにより求めることができる。最大
高さにおける輪郭線は、通常、点で表される。
Then, a contour line at the maximum height is obtained (# 103). The contour line can be obtained by obtaining the intersections between all the patches and the height plane. The contour at the maximum height is usually represented by a point.

【0049】次に、次の輪郭線を求めるための高さ位置
を計算する(#104)。ここでは、ステップ#103
で求まった各輪郭線に対して、高さ平面と交わるパッチ
の頂点の最小高さを求め、全ての輪郭線に対してその最
小高さの最大値を得る。次の高さ位置Hnextは、次の
(4)式で示される。
Next, a height position for obtaining the next contour is calculated (# 104). Here, step # 103
The minimum height of the vertices of the patch that intersects with the height plane is obtained for each of the contour lines obtained in step (1), and the maximum value of the minimum height is obtained for all the contour lines. The next height position Hnext is expressed by the following equation (4).

【0050】[0050]

【数4】 (Equation 4)

【0051】ここで、num-countour は輪郭の数、num-
patch(i) はi番目の輪郭線を構成する交点を含むパッ
チの数、num-edge(j) はj番目のパッチの頂点の数、ed
ge-z(k) はk番目の頂点のZ座標値を示す。
Where num-countour is the number of contours, num-countour
patch (i) is the number of patches including the intersection forming the i-th contour, num-edge (j) is the number of vertices of the j-th patch, ed
ge-z (k) indicates the Z coordinate value of the k-th vertex.

【0052】すなわち、図9に示すi番目の輪郭線CL
iにおいて、まず、ある1つのパッチについて、それに
含まれる全ての頂点のZ座標値の最小値が得られる。次
に、i番目の輪郭線CLiに含まれる全てのパッチにつ
いて、その中のZ座標値の最小値が得られる。そして、
図9に示されない他の輪郭線CLを含む全ての輪郭線C
L1 〜CLnum-countourについて、その中の最大値が得
られる。これを次の高さ位置Hnextとする。
That is, the i-th contour line CL shown in FIG.
In i, first, the minimum value of the Z coordinate values of all vertices included in a certain patch is obtained. Next, the minimum value of the Z coordinate value in all the patches included in the i-th contour line CLi is obtained. And
All contour lines C including other contour lines CL not shown in FIG.
The maximum value among L1 to CLnum-countour is obtained. This is defined as the next height position Hnext.

【0053】このようにして得られた高さ位置Hnextを
用いることにより、今回得られた輪郭線CLと次の切断
(断面)で得られる輪郭線CLとがどのように接続して
いるかが認識される。
By using the height position Hnext obtained in this way, it is possible to recognize how the contour line CL obtained this time and the contour line CL obtained in the next cutting (section) are connected. Is done.

【0054】次に、次の高さ位置Hnextが今回の高さ位
置と同じかどうかを判断する(#105)。同じである
場合には(#105でイエス)、いずれかの輪郭線が谷
底点となり、この輪郭線に接続している一連の輪郭線群
について、これより下にパッチが存在しないことを示
す。したがって、高さ位置Hnextを与える輪郭線に対し
て谷底点を設定し(#106)、この輪郭線に接続する
一連の輪郭線群が終了したものとみなして、以降の計算
から除く(#107)。まだ終了していない輪郭線群が
あるかどうかを判断し(#108)、全ての輪郭線群が
終了した場合に、データを整理して必要なデータを生成
した後、処理を終了する。
Next, it is determined whether the next height position Hnext is the same as the current height position (# 105). If they are the same (yes in # 105), one of the contours becomes a valley bottom point, indicating that there is no patch below this for a series of contours connected to this contour. Therefore, a valley bottom point is set for the contour line giving the height position Hnext (# 106), and a series of contour lines connected to this contour line is regarded as completed, and is excluded from subsequent calculations (# 107). ). It is determined whether there is a contour group that has not been completed yet (# 108). When all the contour groups have been completed, the data is arranged to generate necessary data, and then the processing is terminated.

【0055】終了していない輪郭線群が存在する場合に
は、終了した輪郭線群を除いて次の切断のための高さ位
置Hnextを求め直し、計算を繰り返す(#104)。さ
て、次の切断の高さ位置Hnextが今回の高さ位置と異な
る場合には、実際に高さ平面とパッチの交点を求めて、
輪郭線を作成する(#109)。ここで作成される輪郭
線は、輪郭線の部分セグメントとして得られる。例え
ば、図13に示すような輪郭線が得られた場合に、部分
セグメントSEG1,SEG2,SEG3が得られる。
また、この部分セグメントSEGが、前の切断の高さ位
置におけるどの輪郭線に接続しているかを計算してお
く。2つの輪郭線の頂点が同じパッチに含まれる場合に
は、2つの輪郭線は接続しており、そうでなければ、2
つの輪郭線は接続していないとみなすことができる。
If there is an unfinished outline group, the height position Hnext for the next cutting is re-determined except for the completed outline group, and the calculation is repeated (# 104). By the way, when the height position Hnext of the next cutting is different from the current height position, the intersection of the height plane and the patch is actually obtained.
An outline is created (# 109). The contour created here is obtained as a partial segment of the contour. For example, when an outline as shown in FIG. 13 is obtained, partial segments SEG1, SEG2, and SEG3 are obtained.
Further, it is calculated in advance which contour line at the height position of the previous cut is connected to this partial segment SEG. If the vertices of the two contours are included in the same patch, the two contours are connected;
Two contours can be considered as not connected.

【0056】さらに、この部分セグメントSEGを用い
て、その高さ平面が特異平面であるかどうかを判断する
(#110)。ここで、「特異平面」とは、輪郭線の分
岐又は結合が起る高さ平面のことであり、次のようにし
て判断することができる。すなわち、得られた輪郭線の
部分セグメントの全てに対して、その端点のいずれかが
一致するものが存在するかどうかを計算する。存在する
場合には、臨界時とみなせるので、この高さ平面で分岐
又は結合が起る。図13の場合には、この輪郭線を与え
る高さ平面は「特異平面」となっている。
Further, using this partial segment SEG, it is determined whether or not the height plane is a singular plane (# 110). Here, the “singular plane” refers to a height plane at which branching or joining of contour lines occurs, and can be determined as follows. That is, it is calculated whether or not any of the end points of all the obtained partial segments of the contour line matches. If present, it can be considered as a critical time, so that branching or bonding occurs at this height plane. In the case of FIG. 13, the height plane giving this contour is a “singular plane”.

【0057】考察している高さ平面が「特異平面」であ
る場合に、「特異平面」から微小量だけ上下させた高さ
平面で切断し、輪郭線の個数とそれらの接続関係の変化
から、分岐又は結合の判断を行う。「特異平面」から微
小量だけ上の高さ平面での輪郭線に対して、それに接続
する「特異平面」から微小量だけ下の高さ平面での輪郭
線の個数が増えている場合に、「特異平面」で分岐が起
ったと考えられる。逆に、輪郭線の個数が減っている場
合には、「特異平面」で結合が起ったと考えられる。
When the height plane under consideration is the "singular plane", the section is cut at a height plane that is raised and lowered by a small amount from the "singular plane", and the number of contour lines and the change in their connection relation are determined. , Branch or join. When the number of contour lines on the height plane that is only a small amount below the singular plane connected to the height line that is connected to the height plane that is a minute amount above the singular plane is increased, It is considered that the bifurcation occurred at the “singular plane”. Conversely, when the number of contour lines is reduced, it is considered that the binding has occurred in the “singular plane”.

【0058】図10及び図11に示す例では、前の切断
の高さ位置をH0、「特異平面」の高さ位置をH1、高
さ位置H1から微小量上の高さ位置をHa、高さ位置H
1から微小量下の高さ位置をHbで表している。
In the examples shown in FIGS. 10 and 11, the height position of the previous cut is H0, the height position of the "singular plane" is H1, the height position slightly above the height position H1 is Ha, and the height position is H. Position H
The height position below a small amount from 1 is represented by Hb.

【0059】このように、分岐又は結合が起った場合
に、「特異平面」上に分岐点または結合点を設定する
(#111)。考察している高さ位置から微小量だけ上
の高さ平面での輪郭線の個数が、前の切断の高さ位置で
の輪郭線の個数より多い場合に、前の高さ位置と考察し
ている高さ位置との間に頂上点が存在すると判断するこ
とができる(#112)。
As described above, when a branch or a connection occurs, a branch point or a connection point is set on the "singular plane"(# 111). If the number of contour lines on the height plane slightly above the considered height position is greater than the number of contour lines at the height position of the previous cut, it is considered as the previous height position. It can be determined that the peak point exists between the current height position (# 112).

【0060】この場合に、考察している高さ位置から切
断の高さ位置を順に高くし、変化する高さ位置を求める
ことによって頂上点の存在する高さ位置を求めることが
できる。この断面の高さ位置は、考察している高さ位置
から上方向に、順にパッチの頂点が存在する高さ位置を
取る。このようにして得た高さ位置に頂上点を設定する
(#113)。
In this case, the height position at which the peak point exists can be determined by sequentially increasing the cutting height position from the considered height position and determining the changing height position. The height position of this section takes the height position where the vertex of the patch exists in order from the height position under consideration in the upward direction. A top point is set at the height position thus obtained (# 113).

【0061】図12に頂上点の例を示す。前の切断の高
さ高さをH0、考察している高さ位置をH1、高さ位置
H1から微小量上の高さ位置をHa、高さ位置H1から
順に高くしていったときに輪郭線の個数が変化した高さ
位置をHupとする。このとき、高さ位置Hupの直前の高
さ位置Htop に、頂上点が存在すると考えられる。
FIG. 12 shows an example of the top point. The height of the previous cut is H0, the height position under consideration is H1, the height position slightly higher than the height position H1 is Ha, and the height is higher from the height position H1 in order. The height position where the number of lines has changed is defined as Hup. At this time, it is considered that the peak point exists at the height position Htop immediately before the height position Hup.

【0062】つまり、切断の高さ位置を徐々に下げてい
った場合に、高さ位置Htop において、物体部分の点
(輪郭線)が突如現れる。その点は、それまでに存在し
た他の輪郭線と何らの繋がりがないので、頂上点である
と判断できる。
That is, when the height position of the cutting is gradually lowered, a point (contour line) of the object portion suddenly appears at the height position Htop. Since that point has no connection with the other contour lines that existed up to that point, it can be determined that the point is the top point.

【0063】以上のようにして、分岐点、結合点、及び
頂上点を求めた後、得られた各輪郭線間の結合関係を計
算し(#114)、次の高さ位置Hnextでの処理を繰り
返す(#104)。
After the branch point, the connection point, and the peak point are obtained as described above, the connection relationship between the obtained contour lines is calculated (# 114), and the processing at the next height position Hnext is performed. Is repeated (# 104).

【0064】図14に示す物体Q1は3本脚のテーブル
であり、高さ位置P3の近辺に三叉への分岐点がある。
図16(a)(b)に示すように、高さ位置P3と高さ
位置P4との間において、輪郭線の個数が1個から3個
へと増大している。その間において、上に述べたように
特異平面を精密に求めることにより、三叉の分岐点であ
ること、及びその高さ位置を、正確に求めることができ
る。
The object Q1 shown in FIG. 14 is a three-legged table, and has a branch point to a fork near the height position P3.
As shown in FIGS. 16A and 16B, the number of contour lines increases from one to three between the height position P3 and the height position P4. In the meantime, by precisely obtaining the singular plane as described above, it is possible to accurately obtain the trifurcation branch point and its height position.

【0065】なお、図15乃至図19において、高さ位
置P1の輪郭線はテーブルの「幹」の部分であり、高さ
位置P2の輪郭線は「幹」から「脚」がひっついている
辺りを示す。高さ位置P2では、輪郭線は未だ1個であ
る。高さ位置P3は「脚」が3個の部分に分かれる瞬間
の高さ位置である。高さ位置P4の輪郭線は、「脚」が
3個の部分に分かれた後を示す。高さ位置P5は、
「脚」の「つま先」により、新たに輪郭線が出現した高
さ位置である。高さ位置P6は、「脚」の輪郭線と「つ
ま先」の輪郭線とが結合する瞬間の高さ位置である。こ
の場合に、それぞれ、2個の輪郭線が1個になる。高さ
位置P7は、「脚」と「つま先」とが結合した後の輪郭
線を示す。これ以降において、位相的な変化は起こら
ず、「谷底点」で輪郭線は終了する。
In FIGS. 15 to 19, the contour at the height position P1 is the “trunk” portion of the table, and the contour at the height position P2 is around the “trunk” from the “leg”. Is shown. At the height position P2, there is still one contour line. The height position P3 is the height position at the moment when the “leg” is divided into three parts. The outline of the height position P4 shows the state after the “leg” is divided into three parts. The height position P5 is
This is the height position at which a new outline has appeared due to the “toe” of the “leg”. The height position P6 is a height position at the moment when the outline of the “leg” and the outline of the “toe” are combined. In this case, each of the two outlines becomes one. The height position P7 indicates a contour after the “leg” and the “toe” are combined. Thereafter, no topological change occurs, and the contour ends at the “valley bottom point”.

【0066】上に述べたように、ホモトピーモデルデー
タYDAへの変換処理を行うことにより、位相幾何学的
な概念に基づいた特異点と同等の位相情報を抽出するこ
とができ、さらに位相幾何学的な概念を元にした抽出方
法で対応できない三又形状の分岐及び結合についても、
ポリゴンデータPDから正確に抽出することができる。
As described above, by performing conversion processing to homotopy model data YDA, phase information equivalent to a singular point based on a topological concept can be extracted, and further, topological information can be extracted. Branching and joining that cannot be handled by the extraction method based on the general concept,
It can be accurately extracted from the polygon data PD.

【0067】本実施形態においては、位相情報を抽出す
るに当たり、まず、ある高さ位置で輪郭線を求める。輪
郭線は、最初は頂上点に現れるので、点である。1つの
輪郭線が、1つの点で繋がった状態となり、それが2つ
又は3つというように分岐する。その点が分岐点であ
る。この逆に、複数の輪郭線であったものが、ある高さ
位置において、1つの点で繋がった状態となり、それが
完全な1つの輪郭線となる。その場合に、その点が結合
点である。
In this embodiment, when extracting the phase information, first, a contour line is obtained at a certain height position. The contour is a point because it initially appears at the top point. One outline is connected at one point, and it branches into two or three. That point is the branch point. Conversely, a plurality of contour lines are connected at one point at a certain height position, and this is a complete one contour line. In that case, that point is the connection point.

【0068】切断の高さ位置を変化させるのに、必要な
ところ、つまり分岐点又は結合点などのあるところでは
微小量だけ移動させる。必要のないところは、大まかに
移動させる。その場合であっても、ある高さ位置の輪郭
線が前の高さのどの輪郭線と繋がっているのかという情
報が得られるようにしておく。この情報を得るには、ポ
リゴンデータPDにおけるポリゴンのエッジによって、
輪郭線同士が繋がっているか否かを判断することになる
ので、基本的には、ポリゴンによって繋がり状態が判別
できるだけの微小量を移動させる。しかし、輪郭線が例
えば1つしかなく、今回の輪郭線と次の輪郭線とが繋が
っていることが判別できる場合には、高さ位置を大きく
変化させることが可能である。
In order to change the height position of the cut, it is moved by a very small amount where necessary, that is, at a place such as a branch point or a joint point. Where they are not needed, move them roughly. Even in such a case, it is necessary to obtain information as to which contour line at the previous height is connected to the contour line at a certain height position. To obtain this information, the edge of the polygon in the polygon data PD
Since it is determined whether or not the outlines are connected to each other, basically, a small amount is moved so that the connected state can be determined by the polygon. However, when there is only one contour line and it can be determined that the current contour line and the next contour line are connected, the height position can be largely changed.

【0069】このように、本実施形態によると、物体Q
を位相幾何学的にモデリングを行うに当たり、3つ以上
の部分に分岐する場合及び3つ以上の部分が結合する場
合に、それらの分岐点及び結合点をも検出し表現するこ
とが可能である。また、輪郭線を求めるための次の切断
の高さ位置Hnextを、上に述べた(4)式のようにして
求めることにより、輪郭線同士の繋がりを示す情報を得
ながら、できるだけ少ない輪郭線によって表現すること
ができる。
As described above, according to the present embodiment, the object Q
In the case of topologically modeling, when branching into three or more parts and when three or more parts combine, it is also possible to detect and represent those branch points and connection points. . Further, by obtaining the height position Hnext of the next cut for obtaining the contour line as in the above-described equation (4), the information indicating the connection between the contour lines can be obtained, and as few contour lines as possible can be obtained. Can be represented by

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明によると、物体を位相幾何学的に
モデリングを行うに当たり、3つ以上の部分に分岐する
場合及び3つ以上の部分が結合する場合に、それらの分
岐点及び結合点をも検出し表現することが可能となる。
According to the present invention, when an object is topologically modeled, when the object is branched into three or more parts and when three or more parts are combined, the branch points and the joint points are determined. Can also be detected and expressed.

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

【図1】本発明に係る方法を実施するための3次元デー
タ処理装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a three-dimensional data processing device for implementing a method according to the present invention.

【図2】3次元物体の例である「ポット」についての高
さ方向の例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a height direction of a “pot” which is an example of a three-dimensional object.

【図3】ポットの特異点及びそれらの接続関係をエッジ
で示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing singular points of a pot and their connection relationship by edges.

【図4】ポットについての切断輸郭線を示す図である。FIG. 4 is a view showing a cutting contour line for a pot.

【図5】ポットについての補助線を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an auxiliary line for a pot.

【図6】従来のポリゴンデータとホモトピーモデルデー
タとの関連を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between conventional polygon data and homotopy model data.

【図7】本実施形態に係るポリゴンデータからホモトピ
ーモデルデータへの変換の手順を示すフローチャートで
ある。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure for converting polygon data to homotopy model data according to the embodiment.

【図8】本実施形態に係るポリゴンデータからホモトピ
ーモデルデータへの変換の手順を示すフローチャートで
ある。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure for converting polygon data to homotopy model data according to the present embodiment.

【図9】1つの輪郭線についてのポリゴン及びその頂点
との関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between a polygon and its vertices for one outline.

【図10】二股における結合点の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a connection point at a fork.

【図11】分岐点の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a branch point.

【図12】頂上点の例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of a top point.

【図13】輪郭線の例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a contour line.

【図14】三叉の分岐点を含む物体の例を示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an object including a trifurcated branch point.

【図15】物体の各高さ位置における輪郭線を示す図で
ある。
FIG. 15 is a diagram showing a contour line at each height position of the object.

【図16】物体の各高さ位置における輪郭線を示す図で
ある。
FIG. 16 is a diagram showing a contour line at each height position of the object.

【図17】物体の各高さ位置における輪郭線を示す図で
ある。
FIG. 17 is a diagram showing a contour line at each height position of an object.

【図18】物体の各高さ位置における輪郭線を示す図で
ある。
FIG. 18 is a diagram showing a contour line at each height position of the object.

【図19】物体の各高さ位置における輪郭線を示す図で
ある。
FIG. 19 is a diagram showing a contour line at each height position of the object.

【図20】従来におけるポリゴンデータからホモトピー
モデルデータへの変換の手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 20 is a flowchart showing a conventional procedure for converting polygon data into homotopy model data.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 3次元データ入力装置(モデリング装置) 10 処理装置(決定する手段、位相情報を求める手
段) 11 ハードディスク装置 12 メモリ Q,Q1 物体 HT 高さ方向 c1〜c9,CL 輪郭線
Reference Signs List 1 3D data input device (modeling device) 10 Processing device (means for determining, means for obtaining phase information) 11 Hard disk device 12 Memory Q, Q1 Object HT Height direction c1 to c9, CL Contour line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B046 CA04 DA10 EA00 FA12 FA18 GA01 5B050 BA09 CA04 CA07 EA05 EA06 EA07 EA28 FA02 FA06 5B080 AA03 AA05 AA10 AA13 BA01 GA02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5B046 CA04 DA10 EA00 FA12 FA18 GA01 5B050 BA09 CA04 CA07 EA05 EA06 EA07 EA28 FA02 FA06 5B080 AA03 AA05 AA10 AA13 BA01 GA02

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】物体についての位相情報及び幾何情報を用
いて当該物体の3次元形状のモデリングを行う方法であ
って、 前記物体についての特定の方向を高さ方向とし、前記高
さ方向に沿って異なる位置において高さ方向と垂直な平
面で断面し、断面によって得られる前記物体の輪郭線の
個数の変化に基づいて前記位相情報を求める、 ことを特徴とするモデリング方法。
1. A method for modeling a three-dimensional shape of an object using topological information and geometric information of the object, wherein a specific direction of the object is a height direction, and At different positions in a plane perpendicular to the height direction, and calculating the phase information based on a change in the number of contours of the object obtained by the cross section.
【請求項2】前記輪郭線の個数が増加する位置が検出さ
れたときに、その位置を分岐点とする、 請求項1記載のモデリング方法。
2. The modeling method according to claim 1, wherein when a position where the number of contour lines increases is detected, the position is set as a branch point.
【請求項3】前記輪郭線の個数が減少する位置が検出さ
れたときに、その位置を結合点とする、 請求項1記載のモデリング方法。
3. The modeling method according to claim 1, wherein when a position where the number of contour lines decreases is detected, the position is set as a connection point.
【請求項4】ある高さ方向の位置において断面したとき
に、その断面により得られた輪郭線に繋がっているポリ
ゴンパッチの頂点のうち、高さ方向への距離が最も遠い
頂点の位置を次の断面のための高さ方向の位置とする、 請求項1乃至請求項3記載のモデリング方法。
4. When a cross section is taken at a position in a certain height direction, the position of the vertex having the longest distance in the height direction among the vertices of the polygon patch connected to the contour obtained by the cross section is set as the following. The modeling method according to claim 1, wherein the position is a position in a height direction for a cross section of the object.
【請求項5】物体についての位相情報及び幾何情報を用
いて当該物体の3次元形状のモデリングを行う装置であ
って、 前記物体についての特定の方向を高さ方向として決定す
る手段と、 前記高さ方向に沿って異なる位置において高さ方向と垂
直な平面で断面し、断面によって得られる前記物体の輪
郭線の個数の変化に基づいて前記位相情報を求める手段
と、 を有してなることを特徴とするモデリング装置。
5. An apparatus for modeling a three-dimensional shape of an object using phase information and geometric information about the object, wherein: a means for determining a specific direction about the object as a height direction; Means for cross-section in a plane perpendicular to the height direction at different positions along the height direction, and means for obtaining the phase information based on a change in the number of contour lines of the object obtained by the cross-section. Characteristic modeling equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014010543A (en) * 2012-06-28 2014-01-20 Ntt Facilities Inc Contour data generating device, and contour data generating method and program

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