JP2002056380A - ３次元形状データの生成方法およびシステム並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ボクセル表示での演算において、統合前の各３
次元形状を示す中間データのデータ量を大幅に削減し、
全体としてメモリ容量を低減すること。 【解決手段】３次元形状を視線の異なる複数の２次元面
に投影する第１ステップ（＃１２）、各２次元面上に格
子状に設定された配列要素に３次元形状の各配列要素に
対応する部分の奥行き位置を示す情報を格納することに
よって各２次元面についての２次元配列データを生成す
る第２ステップ（＃１３）、複数の２次元配列データを
統合して統合データを生成する第３ステップ（＃１４，
１５）、および、統合データを３次元形状データに変換
する第４ステップ（＃１６）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元形状データ
の生成方法およびシステムに関し、特に、３次元形状デ
ータの処理において、その中間段階の処理として２次元
配列データへの変換を行い、２次元配列データを用いて
統合の処理を行った後に３次元形状データに変換する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光切断法などによって対象物
の３次元データを非接触で計測する３次元計測装置がし
ばしば用いられる。このような３次元計測装置を用いる
場合には、１つの対象物に対し、計測方向を変えて複数
回にわたって計測を行い、対象物の全周についての複数
の３次元データ（ポリゴンデータ）を取得する。そし
て、取得した複数の３次元データを繋ぎ合わせて合成す
ることよって、対象物の全体について継ぎ目のない１つ
の３次元形状データを生成する。

【０００３】また、対象物を計測することに代えて、Ｃ
ＡＤによって作成した３次元データをつなぎ合わせて合
成する手法もある。このように、１つの対象物について
の複数の部分データから対象物の全体形状を示す１つの
３次元形状データを合成する手法として、ポリゴンデー
タをそのまま処理する手法が一般的に用いられている。

【０００４】また、ポリゴンデータ（ポリゴンメッシュ
データ）などのような境界表現方式の形状表現から、ボ
リュームを構成する複数のボクセルの特徴量を用いた形
状表現に変換し、ボクセルの特徴量を混合することによ
って複数の３次元データを統合する方法が、ボリューム
方式として提案されている。この方法によると、ボクセ
ルの特徴量を用いて形状表現を行うことにより、処理時
間を短縮できるというメリットがある。

【０００５】また、視線方向の異なる複数の３次元デー
タの位置合わせを行った後、距離成分と方向成分とを有
する形状ベクトルを合成することによってボクセルの統
合を行い、その後にボクセル表示からポリゴン表示に戻
すことにより３次元形状データを生成する方法が提案さ
れている（特開２０００−１１１３２４号）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上に述べた従来の方法
（特開２０００−１１１３２４号）では、ボクセル表示
での演算において、統合前の各３次元形状を示す中間デ
ータおよび統合された出力データがいずれも３次元ボク
セルによって表示されるので、そのデータ量が膨大とな
る。

【０００７】また、従来においては、ボクセルの統合を
行う際に、各３次元形状をどのように反映させて統合を
行うかについての調整を行うことができなかった。その
ため、ボクセルの統合によって必ずしも望ましい３次元
形状データを得ることができない場合があった。

【０００８】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、ボクセル表示での演算において、統合前の各３次
元形状を示す中間データのデータ量を大幅に削減し、全
体としてメモリ容量を低減することのできる３次元形状
データの生成方法およびシステム並びに記録媒体を提供
することを目的とする。

【０００９】本発明の他の目的は、ボクセルの統合を行
う際に各３次元形状をどのように反映させて統合を行う
かについての調整を行うことを可能とすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る方法は、３
次元形状を視線の異なる複数の２次元面に投影する第１
ステップと、各２次元面上に格子状に設定された配列要
素に３次元形状の前記各配列要素に対応する部分の奥行
き位置を示す情報を格納することによって各２次元面に
ついての２次元配列データを生成する第２ステップと、
複数の２次元配列データを統合して統合データを生成す
る第３ステップと、前記統合データを３次元形状データ
に変換する第４ステップと、を有してなる。

【００１１】好ましくは、第２ステップにおいて、第３
ステップの統合に用いられるパラメータを前記各配列要
素に格納する。また、第３ステップにおいて、複数のボ
クセルからなるボリューム方式の統合データを生成す
る。

【００１２】前記２次元配列データに対して、２次元フ
ィルタリング処理を行ってデータ補完を行う。本発明に
係る記録媒体は、３次元形状を視線の異なる複数の２次
元面に投影する処理と、各２次元面上に格子状に設定さ
れた配列要素に３次元形状の前記各配列要素に対応する
部分の奥行き位置を示す情報を格納することによって各
２次元面についての２次元配列データを生成する処理
と、生成した複数の２次元配列データを用いて形状統合
のための処理と、をコンピュータに実行させるためのプ
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。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本実施形態に係る３次元デ
ータ生成装置１のブロック図、図２は３次元データ生成
装置１による処理の流れを示すフローチャートである。

【００１４】図１において、３次元データ生成装置１
は、処理装置１１、ディスプレィ装置１２、キーボード
１３、マウス１４、及び媒体ドライブ装置１５などから
なる。処理装置１１は、プログラム及びデータを格納し
たハードディスク装置及び主メモリ、外部機器との間の
種々のインタフェース、その他の種々の機器又は回路を
備えており、ＯＳの下でプログラムを実行してその処理
結果をディスプレィ装置１２の表示面に表示し又は外部
へ出力する。

【００１５】媒体ドライブ装置１５は、ＣＤ−ＲＯＭ、
フロッピー（登録商標）ディスク、又は光磁気ディスク
など、そこにセットされる記録媒体ＫＴ１，２にアクセ
スしてデータ又はプログラムを読み出しまたは書き込
む。以下に説明する３次元データの合成方法を実行する
ためのプログラムは、ハードディスク装置又は記録媒体
ＫＴ１，２に格納され、主メモリ上に適時ローディング
され、処理装置によって実行される。このような３次元
データ生成装置１は、例えばパーソナルコンピュータ、
ワークステーション、または汎用コンピュータを用いて
実現される。

【００１６】また、処理装置１１には、被写体である種
々の対象物を撮影してその３次元データＤ１を入力する
ための３次元入力装置（３次元計測装置）３が接続され
ている。

【００１７】３次元入力装置３は、例えば光切断法によ
って対象物の３次元データＤ１を非接触で計測する。ま
た、３次元入力装置３から、３次元データＤ１ではな
く、３次元データＤ１を生成するための元となるデータ
を出力し、処理装置１１によって３次元データＤ１を演
算によって求めてもよい。また、処理装置１１におい
て、ＣＡＤによって３次元データＤ２を作成することが
可能であり、これら種々の３次元データＤ１，Ｄ２を合
成することにより、対象物の全周についての継ぎ目のな
い３次元形状または元の物体とは別の３次元形状を容易
に創り出すことができる。

【００１８】３次元データ生成装置１による処理の流れ
は次のようである。図２に示すように、まず、３次元デ
ータＤ１，Ｄ２を取得する（＃１１）。処理装置１１に
おいて、これらの３次元データＤ１，Ｄ２を合成するに
当たり、３次元データＤ１，Ｄ２による３次元形状を視
線の異なる複数の２次元面に投影する（＃１２）。そし
て、各２次元面上に格子状に設定された配列要素に、そ
れらに対応する３次元形状の奥行き位置（ｚ方向位置）
を示す情報を格納する。これによって各２次元面につい
ての２次元配列データを生成する（＃１３）。

【００１９】その後、複数の２次元配列データを統合し
（＃１４）、複数のボクセル（Ｖｏｘｅｌ）からなるボ
リューム方式の統合データ（３次元データ）を生成する
（＃１５）。その際に、ボクセルの特徴量にパラメータ
（形状調整パラメータ）を演算することによって、生成
される統合データを変形し、形状を微調整することが可
能である。

【００２０】その後、統合データを境界表現方式の形状
表現に逆変換し、３次元形状データを生成する（＃１
６）。ここで、生成された３次元形状データをディスプ
レィ装置１２の表示面に表示し、その形状を確認する。

【００２１】所望の形状が得られた場合には（＃１７で
イエス）、得られた３次元形状データを、表示面に表示
し、記録媒体ＫＴ１，２などに記録し、または適当なイ
ンタフェースを介して外部に出力する（＃１８）。所望
の形状が得られない場合には（＃１７でノー）、パラメ
ータの値を変更し、所望の形状が得られるまでステップ
＃１４以降を繰り返す。詳細は後述する。

【００２２】ここで、一般に行われているボリューム方
式の形状表現について、図７乃至図９を参照して説明す
る。図７はボリューム方式による形状統合を説明するた
めの図、図８はボリューム方式の形状表現を説明するた
めの図、図９はボリューム方式における距離ポテンシャ
ルの算出方法を説明するための図である。

【００２３】ボリューム方式では、３次元空間を、ｘ，
ｙ，ｚの各方向に小さな単位の格子に分割し、この単位
格子によって構成される小さな立方体状のボクセルを用
いて形状を表現する。例えば、図８（Ａ）に示す四角錐
状の対象物Ｑ１を、図８（Ｂ）に示す多数のボクセルＢ
Ｘを用いて表現する。

【００２４】一般に、各ボクセルには何らかの属性値
（特徴量）が付与されている場合が多い。属性値に基づ
いて、適用用途に応じたデータ処理が行われる。一般
に、ボリューム方式の形状処理においては、ボクセル群
に格納される属性を、ポリゴンデータなどの３次元デー
タから導出することの可能な属性としている。これによ
り、ボリューム方式の形状処理は、３次元データの処理
における中間的な手段として位置付けることできる。

【００２５】例えば、図８の例では、各ボクセルにおい
て、ポリゴンデータで規定されるポリゴンからの距離に
相当するポテンシャル値を計算する。例えば、ポテンシ
ャル値を距離値と等しくする。ボクセルＢＸ、視点Ｖ
Ｐ、及びポリゴンデータＰＭが、図９に示す位置関係に
あるとする。視点ＶＰは、例えば３次元入力装置３の設
置位置である。視点ＶＰの向きが観測の方向、つまり視
線ＶＬである。

【００２６】視線ＶＬ上において、ボクセルＢＸから１
つのポリゴンＰＧの点ｘまでの距離ｄｘに基づいて、ポ
テンシャル値を決定する。このとき、ポリゴンＰＧに対
してボクセルＢＸが視点ＶＰの側にある場合は、ポテン
シャル値の符号は負となり、視点ＶＰの反対側にある場
合は正となるのが一般的である。

【００２７】ポテンシャル値の計算は、多視点から得ら
れた複数のポリゴンデータＰＭのそれぞれに対して行わ
れる。したがって、通常、各ボクセルに対応して複数の
ポテンシャル値が得られることになる。

【００２８】これら複数のポテンシャル値の合計値が、
各ボクセルの加算ポテンシャル値となる。このように、
ポテンシャル値を付与されたボクセル群が空間的に分布
することから、ボリュームは距離ポテンシャル場と見な
すことができる。

【００２９】そして、各ボクセルの加算ポテンシャル値
に基づいて、マーチンキューブ法（Marching Cubes Met
hod)などの手法を用い、再度ポリゴンデータを生成する
ことができる。

【００３０】次に、ボリューム方式における形状の統合
について、図７を参照して説明する。図７において、枠
Ａ及び枠Ｂ内のそれぞれの左側に示すように、２つの３
次元データＤ１ａ，Ｄ２ａが入力される。２つの３次元
データＤ１ａ，Ｄ２ａは、それぞれ太線で示す部分が互
いに重複する部分である。

【００３１】これら３次元データＤ１ａ，Ｄ２ａは、そ
れぞれの枠内の右側に示すようにポテンシャル化を行
う。ポテンシャル化によって、３次元形状が距離ポテン
シャル（距離関数）により表現されることとなる。距離
ポテンシャルとは、物体の表面の位置が視点から見てど
こにあるかを相対的に示すための概念である。

【００３２】枠Ｃ内の左側には、ポテンシャル化された
３次元データＤ１ａ，Ｄ２ａ、つまり距離ポテンシャル
により表現されたデータを、それぞれの重複部分が互い
に一致するように配置した状態が示されている。距離ポ
テンシャルによる表現では、物体を視点からポテンシャ
ル方向に見ている。この例では、３つのデータのうち、
中央のデータＤ２ｂのポテンシャル値を「０」とし、そ
れよりも所定距離だけ視点に近づいた位置のポテンシャ
ル値を「−０．５」とし、所定距離だけ視点から離れた
位置のポテンシャル値を「＋０．５」としている。した
がって、ポテンシャル方向は図に矢印で示す方向であ
る。

【００３３】なお、ポテンシャル値は、形状表面の処理
のために必要と考えられる近傍の点、例えば近傍の全て
のボクセルにおいて算出される。ポテンシャル値が「−
０．５」の空間上の点を結んだものがポテンシャル値
「−０．５」の等高線となり、ポテンシャル値が「＋
０．５」の空間上の点を結んだものがポテンシャル値
「＋０．５」の等高線となる。

【００３４】枠Ｃ内の右側には、ポテンシャル表現され
たデータを、ポテンシャル値（距離値）の加算などによ
る混合演算によって統合した状態が示されている。この
ような統合のための手法として種々の公知の手法を用い
ることができる。

【００３５】このように、３次元データをポテンシャル
化することにより、例えばポリゴンデータのような境界
表現方式で形状表現されていた境界部分、つまり物体の
表面形状を、ボクセルで表現することができる。そし
て、複数の３次元データを合成するに当たり、データの
接続部分の連結が滑らかに行われ、処理時間も短縮でき
るなどの効果がある。

【００３６】そして、枠Ｃ内の右側のデータに上で述べ
たマーチンキューブ法などの公知の等値面抽出法を適用
することにより、ポテンシャル値が「０」の形状データ
Ｄ２ｃを抽出し、境界表現方式の形状表現に逆変換す
る。これによって、ボクセル表現からポリゴン表現に戻
し、枠Ｄに示す３次元データＤ３ａが生成される。な
お、マーチンキューブ法については、米国特許Ｎｏ．４
７１０８７６に詳しい。

【００３７】上に述べたボリューム方式の形状表現およ
び形状の統合は、一般に行われており公知である。そこ
では、３次元データの統合に当たり、入力された複数の
３次元データをボリューム方式の形状表現に変換し、３
次元形状をボクセルで表現する。つまり、統合前の複数
の３次元形状が全てボクセルで表現されるので、データ
量が膨大となる。

【００３８】そこで、本実施形態においては、上のステ
ップ＃１２で示したように、入力された複数の３次元デ
ータを２次元面に投影し、２次元配列データを生成す
る。２次元配列データは、格子状に設定された配列要素
を持つ。各配列要素には、３次元データの対応する各点
の位置に対応した距離情報（ａ，ｂ）、および、ウエイ
ト情報（ｗ）や信頼性情報（ｒ）などのパラメータが格
納される。

【００３９】距離情報は、これに基づいて、ボクセルで
表現した場合の各ボクセルの属性値を演算することが可
能である。ウエイト情報は、複数の２次元配列データを
統合する際に、各距離情報に重み付けを行って形状を調
整するために用いられる。

【００４０】このように、２次元配列データに基づい
て、ボクセルで表現された統合データを生成することが
可能である。しかも、２次元配列データは、２次元のデ
ータであるから、３次元ボクセルと比較してデータ量が
大幅に少ない。また、２次元配列データに欠落部分があ
る場合には、適当な２次元フィルタを用いて補完するこ
とができる。

【００４１】以下に、２次元配列データについて説明す
る。図３は３次元データＤ１ｅを２次元面ＦＭに投影す
る様子を示す図、図４は２次元配列データＦＲの生成と
統合出力用のボクセルＢＸＧを示す図、図５は距離情報
の算出方法を説明するための図、図６は２次元配列デー
タＦＲの欠落部分に２次元フィルタＬＴを適用する状態
を説明するための図である。

【００４２】図３に示すように、矩形平面である２次元
面ＦＭを用い、２次元面ＦＭを３次元データＤ１ｅに対
して所定のｚ方向の位置に配置する。その状態で、対象
物Ｑについての３次元データＤ１ｅを２次元面ＦＭに投
影する。投影の方法として、ここでは正投影を行ってい
るが、正投影以外の方法、例えば透視投影を行ってもよ
い。また、矩形以外の平面を用いたり、平面でない２次
元面ＦＭ、例えば円筒面または球面などを用いることも
可能である。

【００４３】２次元面ＦＭには、配列要素が格子状に設
定されている。各配列要素には、投影された３次元デー
タＤ１ｅの距離情報およびパラメータが格納される。こ
れによって２次元配列データＦＲが生成される。

【００４４】図３では、１つの対象物Ｑについて、１つ
の３次元データＤ１ｅおよび２次元面ＦＭのみが示され
ているが、複数回のショットにより対象物Ｑを周囲から
計測して得た複数の３次元データＤ１ｅについて、それ
ぞれ２次元配列データＦＲが生成される。

【００４５】図４に示すように、ある対象物Ｑ２につい
て、異なる視線方向から計測することによって得られた
３次元データＤ１ｆ，Ｄ１ｇを、それぞれ、２次元面Ｆ
Ｍｆ，ＦＭｇに投影する。これによって、それぞれ、２
次元配列データＦＲｆ，ｇが生成される。

【００４６】なお、図４において、３次元データＤ１
ｆ，Ｄ１ｇ、２次元面ＦＭｆ，ＦＭｇなどは、それぞれ
端面が示されている。また、それぞれの３次元データＤ
１ｆ，ｇにおいて、対象物Ｑ２が矢印Ｍｆ，Ｍｇの方向
から観測されている。

【００４７】２次元配列データＦＲｆ，ｇを統合するこ
とによって、統合データＤ３Ｇが生成される。統合の処
理の際に、例えば、２次元配列データＦＲｆ，ｇからそ
れぞれのボクセル値が演算により求められる。それらの
ボクセル値を用いて、公知の方法によって統合データＤ
３Ｇが求められる。統合データＤ３Ｇは、多数のボクセ
ルからなる統合出力用のボクセルＢＸＧによって表現さ
れる。

【００４８】なお、図４では、２つの３次元データＤ１
ｆ，ｇの元の配置を示すためにそれらが若干ずれた状態
を示しているが、統合データＤ３Ｇは、実際はそれらが
統合されて１つの連続した３次元形状として示される。

【００４９】次に、２次元配列データＦＲの配列要素Ｈ
Ｙの求め方について説明する。図５において、視線方向
（ｚ方向）の原点（ｚ＝０）から距離「８」の位置に２
次元面ＦＭが配置されている。２次元面ＦＭには多数の
配列要素ＨＹが設けられている。配列要素ＨＹにデータ
が格納されて２次元配列データＦＲが生成される。

【００５０】３次元データＤ１ｇは、視線方向において
ｚ＝１４〜２０程度の範囲にあり、それを表現するため
のボクセルＢＸＧが示されている。３次元データＤ１ｇ
のポテンシャル値（ボクセル値Ｖ）を距離値と等しくす
ると、ボクセル値Ｖは、視線方向について直線的に変化
する。したがって、ｚ方向の位置の異なるボクセル値Ｖ
は、次の（１）式で示す１次式で表すことができる。

【００５１】Ｖ＝ａｚ＋ｂ ……（１） すなわち、ｚ方向の位置にある各ボクセル値Ｖは、傾き
ａおよび切片ｂに基づいて容易に求められる。

【００５２】２次元面ＦＭがｚ方向のｚｐの位置にある
場合に、３次元データＤ１ｇについての距離情報ｂは次
の（２）式で求められる。 ｂ＝−（ｄ＋ｚｐ） ……（２） 但し、ｄは２次元面ＦＭと３次元データＤ１ｇとの間の
距離である。傾きａは「１」に固定する。

【００５３】したがって、例えば、３次元データＤ１ｇ
の配列要素ＨＹ２に対応する点がｚ＝１８の位置にある
場合に、距離ｄは１０（＝１８−１０）であるから、そ
れに対応する距離情報ｂは、 ｂ＝−（１０＋８）＝−１８ となる。配列要素ＨＹ２には、距離情報ｂとして「−１
８」が格納される。

【００５４】配列要素ＨＹ２の距離情報ｂ＝−１８であ
るから、それに対応するボクセルＢＸＧの各ボクセル値
Ｖは、例えば、ｚ＝１４，１５，１６，１７，１８，１
９，２０である場合に、（１）式から、Ｖ＝−４，−
３，−２，−１，０，１，２となる。

【００５５】このように、３次元データＤ１ｇを２次元
面ＦＭに投影して２次元配列データＦＲを生成しておく
ことによって、２次元配列データＦＲの距離情報ａに基
づき、ボクセルＢＸＧの各ボクセル値Ｖを全て求めるこ
とが可能である。

【００５６】したがって、統合すべき各２次元配列デー
タＦＲから各ボクセル値Ｖを求め、それらのボクセル値
Ｖについて、重なる部分について平均しまたは加重加算
するなど、公知の種々の演算を施すことによって、統合
データＤ３Ｇを求めることができる。

【００５７】配列要素ＨＹには、距離情報の他に、調整
用のパラメータが合わせて格納される。調整用のパラメ
ータとして、上に述べたように、ウエイト情報ｗおよび
信頼性情報ｒなどがある。

【００５８】ウエイト情報ｗは、２次元配列データＦＲ
を統合する際に、それぞれの配列要素ＨＹから求められ
るボクセル値Ｖを単に平均するのではなく、例えばウエ
イト情報ｗで示される重みを付して加算する。

【００５９】ウエイト情報ｗは、例えば初期値として
「１」を格納しておき、統合された３次元形状が所望の
形状でない場合に、全部または局部のウエイト情報ｗ
を、「１．１」「１．２」のように増大し、または
「０．９」「０．８」のように減少させる。これを所望
の形状が得られるまで繰り返す。

【００６０】なお、２次元配列データＦＲの個数に等し
い分のウエイト情報ｗを足して「１」となるようにして
おけば、統合の際の演算がさらに容易となる。また、対
象物Ｑを３次元入力装置３で計測して３次元データＤ１
ｇを取得した場合には、その３次元データＤ１ｇに信頼
性のあるデータと信頼性のないデータとが混在する場合
がある。そのような場合に、それぞれのデータについて
の信頼性情報ｒを配列要素ＨＹに格納しておくことによ
って、例えば統合の際の重みとして用いることができ
る。

【００６１】このように、種々の調整用のパラメータを
用い、入力されるデータの局所部分で調整し統合結果に
修正を加えることにより、人が見て好ましい形状となる
ように調整することができる。

【００６２】その場合に、対象物Ｑの形状は２次元面Ｆ
Ｍ上に投影されているので、パラメータの調整部位を２
次元面ＦＭ上で直感的に指定することが可能である。ま
た、パラメータを調整して試行錯誤により形状の統合を
行う場合に、２次元配列データＦＲに格納された距離情
報は繰り返して再利用することができる。つまり、試行
錯誤のやり直しの始点は３次元データＤ１ｇ，ｆの位置
合わせ処理以降つまり２次元配列データＦＲの生成以降
であるとし、従来のようにポリゴンなどの境界表現デー
タからポテンシャルに変換する処理をその都度行うのを
省略することができる。

【００６３】因みに、上に述べた特開２０００−１１１
３２４号に記載の統合処理では、統合の対象となる３次
元データＤ１の前処理として、各３次元データＤ１の形
状を反映した中間データ（つまり距離ポテンシャルを用
いた形状ポテンシャル場表現のデータ）となるよう、全
ての３次元データＤ１を一括して変換する。統合によっ
て出力されるのが３次元ボクセルであるので、中間デー
タも３次元ボクセルの形態とすると処理の手順は比較的
に単純となる。しかし、そのデータ量は膨大となる。

【００６４】本実施形態のように、３次元データＤ１を
投影して２次元配列データＦＲを生成することにより、
中間データのデータ量が大幅に削減されることとなる。
また、データ量が削減されることにともない、処理速度
が向上する。

【００６５】また、３次元データＤ１に欠損部分がある
などして２次元配列データＦＲに欠落部分ＫＢが生じた
場合には、図６に示すように、２次元フィルタＬＴを用
いて処理を行い、欠落部分ＫＢを穴埋めすることができ
る。２次元フィルタＬＴとして、平均化フィルタ、メデ
ィアンフィルタなどのノイズ除去フィルタ、その他の種
々のフィルタを用いることができる。

【００６６】なお、２次元フィルタＬＴによる処理を行
う際に、各配列要素ＨＹに格納された距離情報またはパ
ラメータなどに対して、それぞれ独立して処理を行えば
よい。

【００６７】上の実施形態において、距離情報として切
片ｂのみを格納したが、傾きを１以外としてその値をも
格納してもよい。（１）式以外の式を用いてもよい。そ
の他、ポテンシャル値を生成するための種々の関数また
はその係数などを格納してもよい。パラメータとして種
々のものを格納することが可能である。

【００６８】また、上の実施形態とは異なるが、３次元
データＤ１から２次元配列データＦＲに一括して変換せ
ずに、２次元配列データＦＲをコンピュータで一般的に
用いられるキャッシュメモリ（cache memory) 的な記憶
領域として使用してもよい。その場合に、ポテンシャル
を算出する際に、統合出力用のボクセルＢＸＧに対応す
る各ショットのポテンシャル関数を逆写像的にさかのぼ
り、形状の境界表現から算出するポテンシャル生成関数
の数量を最小限にとどめ、計算量または記憶容量を最小
限に低減することも可能である。これによってコンピュ
ータの資源の節約が図られる。

【００６９】その他、３次元データ生成装置１の全体ま
たは各部の構成、処理の内容または順序などは、本発明
の趣旨に沿って適宜変更することができる。

【００７０】

【発明の効果】本発明によると、ボクセル表示での演算
において、統合前の各３次元形状を示す中間データのデ
ータ量を大幅に削減し、全体としてメモリ容量を低減す
ることができる。

【００７１】請求項２および６の発明によると、ボクセ
ルの統合を行う際に各３次元形状をどのように反映させ
て統合を行うかについての調整を行うことが可能とな
る。請求項４の発明によると、形状に欠損部分があるな
どして２次元配列データに欠落部分が生じた場合に、容
易に欠落部分を穴埋めすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る３次元データ生成装置のブロ
ック図である。

【図２】３次元データ生成装置による処理の流れを示す
フローチャートである。

【図３】３次元データを２次元面に投影する様子を示す
図である。

【図４】２次元配列データの生成と統合出力用のボクセ
ルを示す図である。

【図５】距離情報の算出方法を説明するための図であ
る。

【図６】２次元配列データの欠落部分に２次元フィルタ
を適用した状態を説明するための図である。

【図７】ボリューム方式による形状統合を説明するため
の図である。

【図８】ボリューム方式の形状表現を説明するための図
である。

【図９】ボリューム方式における距離ポテンシャルの算
出方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１ ３次元データ生成装置 １１ 処理装置 Ｄ１ ３次元データ（３次元形状） ＦＭ ２次元面 ＦＲ ２次元配列データ ＨＹ 配列要素 Ｄ３Ｇ 統合データ ＫＴ１，２ 記録媒体

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】３次元形状を視線の異なる複数の２次元面
   に投影する第１ステップと、 各２次元面上に格子状に設定された配列要素に３次元形
   状の前記各配列要素に対応する部分の奥行き位置を示す
   情報を格納することによって各２次元面についての２次
   元配列データを生成する第２ステップと、 複数の２次元配列データを統合して統合データを生成す
   る第３ステップと、 前記統合データを３次元形状データに変換する第４ステ
   ップと、 を有してなることを特徴とする３次元形状データの生成
   方法。
2. 【請求項２】第２ステップにおいて、第３ステップの統
   合に用いられるパラメータを前記各配列要素に格納す
   る、 請求項１記載の３次元形状データの生成方法。
3. 【請求項３】第３ステップにおいて、複数のボクセルか
   らなるボリューム方式の統合データを生成する、 請求項１または２記載の３次元形状データの生成方法。
4. 【請求項４】前記２次元配列データに対して、２次元フ
   ィルタリング処理を行ってデータ補完を行う、 請求項１ないし３のいずれかに記載の３次元形状データ
   の生成方法。
5. 【請求項５】３次元形状を視線の異なる複数の２次元面
   に投影し、 各２次元面上に格子状に設定された配列要素に３次元形
   状の前記各配列要素に対応する部分の奥行き位置を示す
   情報を格納することによって各２次元面についての２次
   元配列データを生成し、 生成した複数の２次元配列データを用いて形状統合のた
   めの処理を行う、 ことを特徴とする３次元形状の統合方法。
6. 【請求項６】３次元形状に関するパラメータを前記各配
   列要素に格納する、 請求項５記載の３次元形状の統合方法。
7. 【請求項７】３次元形状を視線の異なる複数の２次元面
   に投影する処理と、 各２次元面上に格子状に設定された配列要素に３次元形
   状の前記各配列要素に対応する部分の奥行き位置を示す
   情報を格納することによって各２次元面についての２次
   元配列データを生成する処理と、 生成した複数の２次元配列データを用いて形状統合のた
   めの処理と、 をコンピュータに実行させ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。