JP2001034774A - 自由曲線の近似変換方法、装置及び記録媒体 - Google Patents

自由曲線の近似変換方法、装置及び記録媒体

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JP2001034774A
JP2001034774A JP11206853A JP20685399A JP2001034774A JP 2001034774 A JP2001034774 A JP 2001034774A JP 11206853 A JP11206853 A JP 11206853A JP 20685399 A JP20685399 A JP 20685399A JP 2001034774 A JP2001034774 A JP 2001034774A
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JP
Japan
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curve
approximate
free
spline
sampling points
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JP11206853A
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English (en)
Inventor
Yoshimasa Tokuyama
喜政 徳山
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 任意タイプで任意次数の自由曲線をB−sp
line曲線に近似変換可能とする。 【解決手段】 生成する近似B−spline曲線の次
数と許容誤差とを設定し、さらに近似B−spline
曲線を生成するためのサンプリング点数を決める。そし
て元となる自由曲線1におけるサンプリング点間の長さ
が同じになるサンプリング点の位置を計算し、さらにサ
ンプリング点間のパラメーター間隔が同じになるような
サンプリング点のパラメーターを設定する。次いで上記
のパラメーターから近似B−splineの曲線のノッ
トベクトルを計算する。そして得られたサンプリング点
の位置、サンプリング点のパラメーター、近似B−sp
line曲線の次数、及びノットベクトルから近似B−
spline曲線を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自由曲線の近似変
換方法、装置及び記録媒体に関し、より詳細には、異シ
ステム間のデータ変換に適用される自由曲線の近似変換
技術に関する。
【0002】
【従来の技術】特許第2811430号によれば、異シ
ステム間のデータ交換において、あるシステムのBez
ier曲線を他のシステムのBezier曲線に変換し
ていた。しかし、上記の方法はBezier曲線同士の
変換にしか対応していないため、応用範囲が限られてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決するために、任意タイプで任意次数の自由曲線を
B−spline曲線に近似変換することができる自由
曲線の近似変換方法、装置及びこれらを実施するための
記録媒体を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、自由
曲線を近似変換して近似B−spline曲線を得る自
由曲線の近似変換方法において、求める前記近似B−s
pline曲線の次数を指定し、元の前記自由曲線にお
けるサンプリング点間の長さが同じになるように該サン
プリング点の位置を計算し、該サンプリング点間のパラ
メーター間隔が同じになるように各前記サンプリング点
のパラメーターを設定し、該パラメーターから前記近似
B−spline曲線のノットベクトルを計算し、前記
サンプリング点の位置、前記サンプリング点のパラメー
ター、前記近似B−spline曲線の次数、及び前記
ノットベクトルから前記近似B−spline曲線を生
成することを特徴とするものである。
【0005】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、制御点の分布が不均等である前記自由曲線に対し
て、制御点の分布が均等であるような前記近似B−sp
line曲線を生成することを特徴とするものである。
【0006】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、元の前記自由曲線と前記近似B−spline曲線
との許容誤差を指定し、近似変換の評価を行うための評
価位置を決定し、前記近似B−spline曲線を生成
した後、前記評価位置における元の前記自由曲線と前記
近似B−spline曲線との距離を計算し、該距離が
前記許容誤差より大きければ、前記自由曲線上のサンプ
リング点の数を増やして前記近似B−spline曲線
の生成を再度実行することを特徴とするものである。
【0007】請求項4の発明は、請求項2の発明におい
て、制御点が多い曲線に対して、大きい値の許容誤差を
指定し、少ない制御点が均一に分布するような前記近似
B−spline曲線を生成することを特徴とするもの
である。
【0008】請求項5の発明は、請求項1の発明におい
て、元の前記自由曲線のタイプ及び次数に制限がないこ
とを特徴とするものである。
【0009】請求項6の発明は、求める前記近似B−s
pline曲線の次数を指定する手段と、元の前記自由
曲線におけるサンプリング点間の長さが同じになるよう
に該サンプリング点の位置を計算する手段と、該サンプ
リング点間のパラメーター間隔が同じになるように各前
記サンプリング点のパラメーターを設定する手段と、該
パラメーターから前記近似B−spline曲線のノッ
トベクトルを計算する手段と、前記サンプリング点の位
置、前記サンプリング点のパラメーター、前記近似B−
spline曲線の次数、及び前記ノットベクトルから
前記近似B−spline曲線を生成する手段とを有す
ることを特徴とするものである。
【00010】請求項7の発明は、請求項1乃至5のい
ずれか1に記載の自由曲線の近似変換方法を実施するた
めの、または請求項6に記載の自由曲線の近似変換装置
の機能を実現するためのプログラムを記録したコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体である。
【0011】
【発明の実施の形態】図1及び図2は、本発明の実施例
を説明するための図で、変換前の自由曲線である3次B
−spline曲線の例を図1に、図1の曲線を変換し
た後の近似した3次B−spline曲線を図2に示す
ものである。本実施例においては、制御点の分布が不均
等であるB−spline曲線を制御点の分布が均等で
あるようなB−spline曲線に近似する。本発明は
任意タイプで任意次数の自由曲線に適用できる。
【0012】本発明は以下のステップにより実施され
る。 (1)近似B−spline曲線の次数と許容誤差を指
定する。実用上、3次のB−spline曲線が望まし
い。 (2)近似B−spline曲線を生成するためのサン
プリング点の数を決める。(近似B−spline曲線
の次数+1)個以上であればよい。 (3)元となる自由曲線(近似される変換前の3次B−
spline曲線)1におけるサンプリング点間の長さ
が同じになるようなサンプリング点(両端点を含む)の
位置を計算する。曲線C(t)の始点からパラメーター
tまでの長さsは次の式より計算できる。
【0013】
【数1】
【0014】ここで、C(t)はパラメーターtまでの
微分を意味する。サンプリング点間の長さは曲線の全長
を(サンプリング点数−1)で割ったものである。この
長さから、曲線C(t)上のパラメーターtを逆計算
し、サンプリング点の位置を計算する。
【0015】(4)サンプリング点間のパラメーター間
隔が同じになるように各サンプリング点のパラメーター
を設定する。つまり、サンプリング点間のパラメーター
間隔は1.0を(サンプリング点数−1)で割ったもの
である。これによって、サンプリング点間のパラメータ
ー間隔が曲線におけるサンプリング点間の長さに比例す
るので、生成した近似B−spline曲線の制御点が
ほぼ均等に分布する。
【0016】(5)サンプリング点のパラメーターから
近似B−spline曲線のノットベクトルを計算す
る。計算の方法として、例えば、次の公知文献;Les
liePiegl,″On NURBS:A Surv
ey″,IEEE CG&A,January,199
1,pp.55−71を参照できる。
【0017】(6)上記各ステップにて得たサンプリン
グ点の位置、サンプリング点のパラメーター、近似B−
spline曲線の次数、及びノットベクトルから近似
B−spline曲線2を生成する。生成方法として、
例えば、上記公知文献を参照できる。この方法の特徴と
して、生成した近似B−spline曲線におけるサン
プリング点のパラメーターでの位置が元曲線のサンプリ
ング点の位置と一致するという点がある。
【0018】(7)評価位置を決め、評価位置における
元の自由曲線と近似B−spline曲線との距離を計
算する。評価位置の決め方として、例えば、元の自由曲
線のいくつかの固定位置か、元の自由曲線におけるサン
プリング点位置の中間位置を利用することが考えられ
る。すべての距離が許容誤差以下であれば、処理を終了
する。そうでなければ、元の自由曲線上のサンプリング
点の数を増やして上記(3)へ戻る。図2に示す近似し
た3次B−spline曲線は、図1の3次B−spl
ine曲線を0.01の許容誤差で近似したものであ
る。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果が得られる。請求項1に記
載された発明によると、指定した次数のB−splin
e曲線に自由曲線を近似することができる。
【0020】請求項2に記載された発明によると、制御
点の分布が不均等である自由曲線に対して、制御点の分
布が均等であるような近似B−spline曲線を生成
することができる。
【0021】請求項3に記載された発明によると、元の
自由曲線と近似B−spline曲線との指定許容誤差
に応じた近似B−spline曲線を生成することがで
きる。
【0022】請求項4に記載された発明によると、制御
点が多い曲線に対して、大きい値の許容誤差を指定し、
少ない制御点が均一に分布しているような近似B−sp
line曲線を生成することができる。
【0023】請求項5に記載された発明によると、元の
自由曲線のタイプと次数を制限することなく近似B−s
pline曲線を生成することができる。
【0024】請求項6に記載された発明によると、指定
した次数のB−spline曲線に自由曲線を近似する
ことができる装置が得られる。
【0025】請求項7に記載された発明によると、請求
項1乃至6の発明を実施化するためのプログラムを記憶
した記録媒体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 変換前の3次B−spline曲線の例を示
す図である。
【図2】 図1の曲線を変換した後の近似した3次B−
spline曲線を示す図である。
【符号の説明】
1…元となる自由曲線(変換前の3次B−spline
曲線)、2…近似B−spline曲線。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自由曲線を近似変換して近似B−spl
    ine曲線を得る自由曲線の近似変換方法において、求
    める前記近似B−spline曲線の次数を指定し、元
    の前記自由曲線におけるサンプリング点間の長さが同じ
    になるように該サンプリング点の位置を計算し、該サン
    プリング点間のパラメーター間隔が同じになるように各
    前記サンプリング点のパラメーターを設定し、該パラメ
    ーターから前記近似B−spline曲線のノットベク
    トルを計算し、前記サンプリング点の位置、前記サンプ
    リング点のパラメーター、前記近似B−spline曲
    線の次数、及び前記ノットベクトルから前記近似B−s
    pline曲線を生成することを特徴とする自由曲線の
    近似変換方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の自由曲線の近似変換方
    法おいて、制御点の分布が不均等である前記自由曲線に
    対して、制御点の分布が均等であるような前記近似B−
    spline曲線を生成することを特徴とする自由曲線
    の近似変換方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の自由曲線の近似変換方
    法おいて、元の前記自由曲線と前記近似B−splin
    e曲線との許容誤差を指定し、近似変換の評価を行うた
    めの評価位置を決定し、前記近似B−spline曲線
    を生成した後、前記評価位置における元の前記自由曲線
    と前記近似B−spline曲線との距離を計算し、該
    距離が前記許容誤差より大きければ、前記自由曲線上の
    サンプリング点の数を増やして前記近似B−splin
    e曲線の生成を再度実行することを特徴とする自由曲線
    の近似変換方法。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載の自由曲線の近似変換方
    法おいて、制御点が多い曲線に対して、大きい値の許容
    誤差を指定し、少ない制御点が均一に分布するような前
    記近似B−spline曲線を生成することを特徴とす
    る自由曲線の近似変換方法。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の自由曲線の近似変換方
    法おいて、元の前記自由曲線のタイプ及び次数に制限が
    ないことを特徴とする自由曲線の近似変換方法。
  6. 【請求項6】 自由曲線を近似変換して近似B−spl
    ine曲線を得る自由曲線の近似変換装置において、求
    める前記近似B−spline曲線の次数を指定する手
    段と、元の前記自由曲線におけるサンプリング点間の長
    さが同じになるように該サンプリング点の位置を計算す
    る手段と、該サンプリング点間のパラメーター間隔が同
    じになるように各前記サンプリング点のパラメーターを
    設定する手段と、該パラメーターから前記近似B−sp
    line曲線のノットベクトルを計算する手段と、前記
    サンプリング点の位置、前記サンプリング点のパラメー
    ター、前記近似B−spline曲線の次数、及び前記
    ノットベクトルから前記近似B−spline曲線を生
    成する手段とを有することを特徴とする自由曲線の近似
    変換装置。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至5のいずれか1に記載の自
    由曲線の近似変換方法を実施するための、または請求項
    6に記載の自由曲線の近似変換装置の機能を実現するた
    めのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な
    記録媒体。
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