JP2005242647A - Resolution control system and resolution control program - Google Patents

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JP2005242647A JP2004051390A JP2004051390A JP2005242647A JP 2005242647 A JP2005242647 A JP 2005242647A JP 2004051390 A JP2004051390 A JP 2004051390A JP 2004051390 A JP2004051390 A JP 2004051390A JP 2005242647 A JP2005242647 A JP 2005242647A
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Osamu Kanai
理 金井
Hiroaki Date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a mesh model of low resolution which is suited to finite element analysis while maintaining quality even in the case of a complicated shape. <P>SOLUTION: The positions of new vertexes k obtained when a high-resolution mesh model 2 is converted into a low-resolution mesh model are calculated, the new vertexes K are converged into vertexes suited to a target value for the infinite element analysis to adopt vertex pairs (i, j) suited to the finite element analysis as targets to be integrated. Then vertex pairs in which an integrated evaluation value ε<SB>ij</SB>concerned with region distortion and region roughness/denseness is maximum out of these vertex pairs (i, j) are integrated to set new vertexes. The low-resolution mesh model generated by these processing is substituted for the high-resolution mesh model and a series of processing described above is repeated. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、高解像度メッシュモデルから有限要素解析に適した低解像度メッシュモデルを生成する解像度制御システム、および解像度制御プログラムに関する。   The present invention relates to a resolution control system and a resolution control program for generating a low resolution mesh model suitable for finite element analysis from a high resolution mesh model.

製品の強度や衝突、熱変形などの評価を行う際に、製品の設計形状をコンピュータグラフィックス化したソリッドモデルを、細かい面分要素(メッシュ)の集合として表現したメッシュモデルが用いられている。このようなメッシュモデルを用いた解析は有限要素解析と呼ばれ、その精度や効率は、メッシュモデルの面分要素の数、密度、形状によって大きく左右される。   When evaluating product strength, collision, thermal deformation, etc., a mesh model is used in which a solid model obtained by computer graphics of a product design shape is expressed as a set of fine surface segment elements (mesh). Such analysis using a mesh model is called finite element analysis, and its accuracy and efficiency are greatly affected by the number, density, and shape of the surface segment elements of the mesh model.

従来のメッシュモデルの生成手法としては、例えば非特許文献1のものが知られている。この手法は、図16の処理の流れに示すように、ソリッドモデルを設定された目標面分サイズ、形状近似誤差に基づいてFEMメッシャにより面分要素に分割(メッシュ分割)し、所望の密度のメッシュモデルを生成するものである。面分要素の密度を高くする程、メッシュ分割の時間が増加することになる。   As a conventional mesh model generation method, for example, the method of Non-Patent Document 1 is known. In this method, as shown in the processing flow of FIG. 16, the solid model is divided into mesh segment elements by FEM mesher based on the set target segment size and shape approximation error (mesh segmentation), and a desired density is obtained. A mesh model is generated. The mesh division time increases as the density of the surface segment elements increases.

また、メッシュモデルの品質を向上させる手法としては、例えば非特許文献2、非特許文献3のものが知られている。その他、関連する文献としては非特許文献4がある。
Luebke Reddy, Cohen Varshney and Watson Huebner:LEVEL of DETAIL FOR 3D GRAPHICS, Morgan Kaufman, 2003 E. Bechet, J. C. Cuilliere and F. Trochu: Generation of a finite element MESH from stereolithography (STL) files, Computer Aided Design, 34, pp. 1-17, 2002 A. LEE, Sweldents, P. Schroder, L Cowsar, and D. Dobkin. Maps:Multiresolution adaptive parameterization of surfaces Computer Graphics (SIGGRAPH '98 Proceedings), pp. 95-104, 1998 M. Garland and P. S. Heckbert: Surface Simplification Using Quadric Error Metrics, proc. of SIGGRAPH 97, pp. 209-216, 1997 H. Hoppe: Progressive Meshes, Computer Graphics (SIGGRAPH'96), pp. 98-108, 1996
Further, as a technique for improving the quality of a mesh model, for example, those of Non-Patent Document 2 and Non-Patent Document 3 are known. Other related documents include Non-Patent Document 4.
Luebke Reddy, Cohen Varshney and Watson Huebner: LEVEL of DETAIL FOR 3D GRAPHICS, Morgan Kaufman, 2003 E. Bechet, JC Cuilliere and F. Trochu: Generation of a finite element MESH from stereolithography (STL) files, Computer Aided Design, 34, pp. 1-17, 2002 A. LEE, Sweldents, P. Schroder, L Cowsar, and D. Dobkin. Maps: Multiresolution adaptive parameterization of surfaces Computer Graphics (SIGGRAPH '98 Proceedings), pp. 95-104, 1998 M. Garland and PS Heckbert: Surface Simplification Using Quadric Error Metrics, proc. Of SIGGRAPH 97, pp. 209-216, 1997 H. Hoppe: Progressive Meshes, Computer Graphics (SIGGRAPH'96), pp. 98-108, 1996

非特許文献1の手法には、面分要素数が異なるメッシュモデルを生成する度にソリッドモデルをメッシュ分割する必要があり処理コストがかかる、複雑な形状では粗い部分のメッシュの形状が不安定となる、といった問題がある。   In the method of Non-Patent Document 1, it is necessary to divide a solid model into meshes every time a mesh model with different number of area elements is generated, which requires processing cost. In a complicated shape, the shape of a rough mesh is unstable. There is a problem of becoming.

非特許文献2の手法には、面分要素の粗密・数管理が困難で品質保証が困難という問題がある。   The method of Non-Patent Document 2 has a problem that it is difficult to control the density and number of surface segment elements and to assure quality assurance.

非特許文献3の手法には、形状近似度、面分要素の粗密・品質の管理が困難で、複雑な形状のメッシュモデルに対しては適用できないという問題がある。   The method of Non-Patent Document 3 has a problem that it is difficult to manage the shape approximation degree and the density / quality of the surface segment element, and cannot be applied to a mesh model having a complicated shape.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複雑な形状に対しても品質を維持しつつ有限要素解析に適した低解像度のメッシュモデルを生成し得る解像度制御システムおよび解像度制御プログラムを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to perform resolution control capable of generating a low-resolution mesh model suitable for finite element analysis while maintaining quality even for a complicated shape. To provide a system and a resolution control program.

第1の本発明に係る解像度制御システムは、高解像度メッシュモデル、頂点対を統合したときの新頂点についての目標値を記憶したデータベースから前記高解像度メッシュモデルを読み出し、各頂点対を統合したときの新頂点の位置を算出する新頂点位置算出手段と、前記データベースから前記目標値を読み出し、当該目標値に適合する新頂点を絞り込み、その新頂点に対応する頂点対の中から面分歪と面分粗密に関する総合評価値が最大の頂点対を決定する統合頂点対決定手段と、前記高解像度メッシュモデルについて、決定された頂点対を統合して新頂点の位置を設定する新頂点位置設定手段と、新頂点の位置設定で生成されたメッシュモデルを前記高解像度メッシュモデルに入れ替えて前記新頂点位置算出手段、前記統合頂点対決定手段、前記新頂点位置設定手段に処理を繰り返させる繰返手段と、を有することを特徴とする。   The resolution control system according to the first aspect of the present invention reads out the high resolution mesh model from the database storing the target values for the new vertex when the high resolution mesh model and the vertex pair are integrated, and integrates each vertex pair New vertex position calculating means for calculating the position of the new vertex, and reading the target value from the database, narrowing down new vertices that match the target value, and surface distortion from the vertex pair corresponding to the new vertex Integrated vertex pair determining means for determining the vertex pair having the maximum overall evaluation value for the surface density, and new vertex position setting means for setting the position of the new vertex by integrating the determined vertex pair for the high resolution mesh model And replacing the mesh model generated by the position setting of the new vertex with the high-resolution mesh model, the new vertex position calculating means, the integrated vertex pair determining means , Characterized by having a a repeating means for repeating the process to the new vertex position setting means.

第2の本発明に係る解像度制御プログラムは、高解像度メッシュモデル、頂点対を統合したときの新頂点についての目標値を記憶したデータベースから前記高解像度メッシュモデルを読み出し、各頂点対を統合したときの新頂点の位置を算出する処理と、前記データベースから前記目標値を読み出し、当該目標値に適合する新頂点を絞り込み、その新頂点に対応する頂点対の中から面分歪と面分粗密に関する総合評価値が最大の頂点対を決定する処理と、前記高解像度メッシュモデルについて、決定された頂点対を統合して新頂点の位置を設定する処理と、新頂点の位置設定で生成されたメッシュモデルを前記高解像度メッシュモデルに入れ替えて前記新頂点の位置の算出、前記頂点対の決定、前記新頂点の位置の設定を繰り返させる処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。   The resolution control program according to the second aspect of the present invention reads the high resolution mesh model from the database storing the target values for the new vertex when the high resolution mesh model and the vertex pair are integrated, and integrates each vertex pair Processing for calculating the position of the new vertex, reading out the target value from the database, narrowing down new vertices that match the target value, and regarding surface distortion and surface density from the vertex pair corresponding to the new vertex Processing for determining the vertex pair having the maximum comprehensive evaluation value, processing for setting the position of the new vertex by integrating the determined vertex pair for the high-resolution mesh model, and mesh generated by setting the position of the new vertex A process of replacing the model with the high-resolution mesh model, repeatedly calculating the position of the new vertex, determining the vertex pair, and setting the position of the new vertex; And characterized by causing a computer to execute the.

第1、第2の本発明にあっては、高解像度メッシュモデルの各頂点対を統合したときの新頂点を算出し、その新頂点を有限要素解析に適した目標値に適合するものに絞り込むことで、有限要素解析に適した頂点対を統合の対象にするとともに、その頂点対の中で面分歪と面分粗密に関する総合評価値が最大のものを統合して1つの新頂点を設定し、ここで生成されたメッシュモデルを高解像度メッシュモデルに入れ替えて上記一連の処理を繰り返し行うことで、複雑な形状に対しても品質を維持しつつ低解像度化できるようにしている。   In the first and second aspects of the present invention, new vertices are calculated when the vertex pairs of the high-resolution mesh model are integrated, and the new vertices are narrowed down to those suitable for target values suitable for finite element analysis. As a result, the vertex pair suitable for finite element analysis is the target of integration, and the vertex evaluation with the largest overall evaluation value for surface segment distortion and surface segment density is integrated to set one new vertex. The mesh model generated here is replaced with a high-resolution mesh model and the above-described series of processing is repeated, so that the resolution can be reduced while maintaining the quality even for a complicated shape.

本発明に係る解像度制御システムおよび解像度制御プログラムによれば、複雑な形状に対しても品質を維持しつつ有限要素解析に適した低解像度のメッシュモデルを生成することができる。   According to the resolution control system and the resolution control program according to the present invention, it is possible to generate a low-resolution mesh model suitable for finite element analysis while maintaining quality even for a complicated shape.

[1]基本概念
まず、本実施の形態の解像度制御システムにおける低解像度メッシュモデル生成手法の基本概念について図1を用いて説明する。同図では、本手法のアプローチの方向をa1、非特許文献2の手法のものをa2、非特許文献3の手法のものをa3で示してある。同図に示すように、非特許文献2、非特許文献3のいずれの手法も、品質の低いメッシュモデルの高品質化を試みたものである。これに対し、本手法は、高品質の高解像度メッシュモデルについて品質を維持しつつ面分要素数を少なくするというアプローチをとることで、有限要素解析に適した低解像度メッシュモデルの生成を実現するものである。
[1] Basic Concept First, the basic concept of the low-resolution mesh model generation method in the resolution control system of the present embodiment will be described with reference to FIG. In this figure, the approach direction of this method is indicated by a1, the method of Non-Patent Document 2 by a2, and the method of Non-Patent Document 3 by a3. As shown in the figure, both methods of Non-Patent Document 2 and Non-Patent Document 3 attempt to improve the quality of a low-quality mesh model. In contrast, this method realizes the generation of a low-resolution mesh model suitable for finite element analysis by taking the approach of reducing the number of surface segment elements while maintaining the quality of a high-quality high-resolution mesh model. Is.

[2]本システムの概略
図2に示すように、本解像度制御システム1は、例えばFEMメッシャ等の手法によりソリッドモデルから生成された高品質・高密度の高解像度メッシュモデル2と、粗密・品質の目標値とに基づいて、所望密度の低解像度メッシュモデル3a,3bが生成されるように解像度を制御するものである。メッシュモデルには、全ての面分要素が三角形で構成される三角形メッシュモデルを用いる。粗密・品質の目標値は、低解像度メッシュモデル3a,3bが有限要素解析に適した性質を持つように設定される。有限要素解析に用いるメッシュモデルとしては、次の性質が要求される。
[2] Outline of the present system As shown in FIG. 2, the present resolution control system 1 includes a high-quality / high-density high-resolution mesh model 2 generated from a solid model by a technique such as FEM mesher, etc. Based on the target value, the resolution is controlled so that the low-resolution mesh models 3a and 3b having a desired density are generated. As the mesh model, a triangular mesh model in which all surface segment elements are composed of triangles is used. The target values of density / quality are set so that the low resolution mesh models 3a and 3b have properties suitable for finite element analysis. The mesh model used for finite element analysis is required to have the following properties.

[性質1]解析条件に適した面分要素の数・粗密
面分要素の数・粗密は、解析時間と解析精度に大きな影響を及ぼす。このため、面分要素の数・粗密は、要求される解析目的、環境に応じて適切に設定されることが望ましい。
[Characteristic 1] Number and density of area elements suitable for analysis conditions The number and density of area elements have a great influence on analysis time and analysis accuracy. For this reason, it is desirable that the number and density of the surface segment elements are appropriately set according to the required analysis purpose and environment.

[性質2]高いメッシュ品質
解析精度向上や安定したメッシュを生成するため、表面メッシュは、面分要素の歪みや隣接する面分要素間での面積変化が少ない高品質メッシュであることが望ましい。
[Property 2] High mesh quality In order to improve analysis accuracy and generate a stable mesh, it is desirable that the surface mesh be a high-quality mesh with little distortion of the surface segment elements and less area change between adjacent surface segment elements.

[性質3]少ない形状近似誤差
解析精度の観点から、有限要素解析に用いるメッシュモデルは、解析対象の形状をよく近似していることが望ましい。
[性質4]価数の上限値の制限
価数(接する稜線の数)が大きい頂点を含むメッシュモデルでは解析が不能であるか、あるいは解析精度が落ちるため、価数の上限値は一定値以内に抑えられることが望ましい。
[Property 3] Less Shape Approximation Error From the viewpoint of analysis accuracy, it is desirable that the mesh model used for the finite element analysis closely approximates the shape to be analyzed.
[Characteristic 4] Limit of upper limit value of valence The upper limit value of valence is within a certain value because analysis is impossible or the analysis accuracy is reduced with a mesh model that includes vertices with a large valence (number of tangent lines). It is desirable to be suppressed.

図3の機能ブロック図に示すように、本解像度制御システム1は、新頂点位置算出部11、統合頂点対決定部12、新頂点位置設定部13、データベース14を備えた構成である。本解像度制御システム1はコンピュータで構成され、データベース14は、大容量の記憶装置で構成される。新頂点位置算出部11、統合頂点対決定部12、新頂点位置設定部13における各処理は、本解像度制御システム1にインストールされた解像度制御プログラムによって実行される。以下、上記各性質を満たすための各部11〜13における処理について説明する。   As shown in the functional block diagram of FIG. 3, the resolution control system 1 includes a new vertex position calculation unit 11, an integrated vertex pair determination unit 12, a new vertex position setting unit 13, and a database 14. The resolution control system 1 is configured by a computer, and the database 14 is configured by a large-capacity storage device. Each process in the new vertex position calculation unit 11, the integrated vertex pair determination unit 12, and the new vertex position setting unit 13 is executed by a resolution control program installed in the resolution control system 1. Hereinafter, the process in each part 11-13 for satisfy | filling said each property is demonstrated.

[3]新頂点位置算出部11の処理
新頂点位置算出部11では、高解像度メッシュモデル2をデータベース14から読み出し、この高解像度メッシュモデル2の頂点数を減らすことで低解像度化を図る。図4に示すように、高解像度メッシュモデル2における全ての頂点対(i,j)について、頂点i,頂点jを統合したときの新たな頂点kの位置pを算出する。
[3] Processing of New Vertex Position Calculation Unit 11 The new vertex position calculation unit 11 reads the high resolution mesh model 2 from the database 14 and reduces the number of vertices of the high resolution mesh model 2 to reduce the resolution. As shown in FIG. 4, for all pair of vertices in the high-resolution mesh model 2 (i, j), calculates the position p k of the new vertex k when integrated vertex i, vertex j.

具体的には、頂点対(i,j)に隣接する頂点の重心を算出するか、又は頂点対(i,j)に接する各面分と新頂点との自乗距離の和が最小となる位置(QEM点(Quadric Error Metrics))を新頂点の位置として算出する。   Specifically, the center of gravity of the vertex adjacent to the vertex pair (i, j) is calculated, or the position at which the sum of the square distances of the respective surface segments in contact with the vertex pair (i, j) and the new vertex is minimized. (QEM point (Quadric Error Metrics)) is calculated as the position of the new vertex.

重心の算出は次式に基づいて行う。   The center of gravity is calculated based on the following equation.

=Σm∈k*/|k| (1)
ここで、pは頂点kに隣接する各頂点の位置、kは頂点kに隣接する頂点の集合を表す。重心を算出した場合には、頂点対を統合した後の面分の歪みを小さくし、隣接面分間の面積を均一化することができる。
p k = Σ m∈k * p m / | k * | (1)
Here, p m is the position of each vertex adjacent to the vertex k, k * denotes the set of vertices adjacent to the vertex k. When the center of gravity is calculated, it is possible to reduce the distortion of the surface after the vertex pair is integrated, and to uniformize the area between adjacent surfaces.

一方、QEM点は、非特許文献4に記載の手法で求める。具体的には、まず、図5に示すように、位置がpの頂点iに接する面分fの集合Fと新頂点位置pとの自乗距離の和を次式に基づいて計算する。 On the other hand, the QEM point is obtained by the method described in Non-Patent Document 4. Specifically, first, as shown in FIG. 5, calculated on the basis of positions the sum of the squared distances between the set F i and the new vertex position p k of the surface region f in contact with the vertex i of p i in the following equation .

Δ(p)=Σf∈Fi(f )
=p f∈Fi)p
=p (2)
ここで、Qは頂点iのQ行列(4×4)である。
Δ i (p k ) = Σ fεFi (f f T p k ) 2
= P k T ( ΣfεFi K f ) p k
= P k T Q i p k (2)
Here, Q i is a Q matrix (4 × 4) of the vertex i.

次に、頂点対(i,j)に接する面分の集合と新頂点位置pとの自乗距離の和を次式に基づいて計算する。 Then calculated based on the vertex pair (i, j) the sum of the squared distances between the new vertex position p k and set the surface region in contact with the following equation.

Δij(p)=p (Q+Q)p (3)
この自乗距離Δij(p)が最小となる新頂点位置pがQEM点である。
Δ ij (p k ) = p k T (Q i + Q j ) p k (3)
New vertex position p k where the squared distance delta ij (p k) is minimized is QEM point.

式(3)において下記条件
∂Δij/∂x=∂Δij/∂y=∂Δij/∂z=0
を満たす新頂点位置pは、次式(4)で求められる。
In the expression (3), the following condition is set: ∂Δ ij / ∂x = ∂Δ ij / ∂y = ∂Δ ij / ∂z = 0
A new vertex position pk that satisfies the above is obtained by the following equation (4).

ここで、Q+Q={qmn}である。QEM点を算出した場合には、新頂点の位置を形状近似誤差が最小となるようにすることができる。 Here, Q i + Q j = {q mn }. When the QEM point is calculated, the position of the new vertex can be made to minimize the shape approximation error.

新頂点位置算出部11では、上記処理を繰り返すことにより、全ての頂点対について統合の候補となる新頂点位置を算出する。   The new vertex position calculation unit 11 calculates new vertex positions that are candidates for integration for all vertex pairs by repeating the above processing.

[4]統合頂点対決定部12の処理
統合頂点対決定部12は、データベース14から高解像度メッシュモデル2と各目標値を読み出し、新頂点位置算出部11が算出した新頂点位置の候補の中から最も適切な新頂点を1つ選択し、この新頂点に対応する統合すべき頂点対を決定する。
[4] Process of Integrated Vertex Pair Determining Unit 12 The integrated vertex pair determining unit 12 reads the high resolution mesh model 2 and each target value from the database 14, and among the new vertex position candidates calculated by the new vertex position calculating unit 11. 1 is selected as the most appropriate new vertex, and the vertex pair to be integrated corresponding to this new vertex is determined.

上記の各性質を満たすため、各目標値としては次のものを予めデータベース14に記憶させておく。   In order to satisfy the above properties, the following values are stored in advance in the database 14 as target values.

max:形状近似誤差上限値
max:価数上限値
SZmax:面分サイズ上限値
SZmin:面分サイズ下限値
SZnom :面分サイズ標準値
STmin:ストレッチ下限値
G:面分要素数
:面分内積閾値
形状近似誤差には、式(3)で表したΔij(p)を用い、Emaxはその上限値として設定する。
E max : Shape approximation error upper limit value V max : Valence upper limit value SZ max : Surface segment size upper limit value SZ min : Surface segment size lower limit value SZ nom : Surface segment size standard value ST min : Stretch lower limit value G: Surface segment element Number v n : area segment inner product threshold Δ ij (p k ) expressed by equation (3) is used for the shape approximation error, and E max is set as the upper limit value.

面分サイズは、面分要素の3辺のうちの最長辺の長さとする。図6のように、面分fの各辺の長さをl1 f,l2 f,l3 fで定義すると面分fの面分サイズは次式で表わされる。 The surface segment size is the length of the longest side of the three sides of the surface segment element. As shown in FIG. 6, when the length of each side of the surface segment f is defined by l 1 f , l 2 f , and l 3 f , the surface segment size of the surface segment f is expressed by the following equation.

SIZE(f)=maxlm f (5)
ストレッチは、面分歪みを示す指標であり、面分要素の内接円半径×√(12)/(面分要素の最長辺長さ)として定義される。面分fのストレッチは次式(6)で表される。
SIZE (f) = maxl m f (5)
Stretching is an index indicating surface segment distortion, and is defined as inscribed circle radius of surface segment element × √ (12) / (longest side length of surface segment element). The stretch of the surface area f is expressed by the following formula (6).

ここで、s=(l1 f+l2 f+l3 f )/2である。図7に示すように、ストレッチの値が1に近いほど面分要素の形状は正三角形に近づき、0に近づくほど歪みが大きくなる。 Here, s = (l 1 f + l 2 f + l 3 f ) / 2. As shown in FIG. 7, the closer the stretch value is to 1, the closer the shape of the surface segment element is to an equilateral triangle, and the closer to 0, the greater the distortion.

図8の機能ブロック図に示すように、統合頂点対決定部12は、頂点対絞込み部21、評価値算出部22、頂点対選定部23を備える。頂点対絞込み部21、評価値算出部22、頂点対選定部23の処理は、本システムにインストールされた解像度制御プログラムによって実行される。   As shown in the functional block diagram of FIG. 8, the integrated vertex pair determination unit 12 includes a vertex pair narrowing unit 21, an evaluation value calculation unit 22, and a vertex pair selection unit 23. The processing of the vertex pair narrowing unit 21, the evaluation value calculating unit 22, and the vertex pair selecting unit 23 is executed by a resolution control program installed in this system.

[5]頂点対絞込み部21の処理
頂点対絞込み部21は、データベース14から読み出された高解像度メッシュモデル2の頂点対集合、各目標値、新頂点位置算出部11によって算出された新頂点位置集合{p}を用いて、統合後の新頂点が目標値に適合する頂点対を絞り込む。具体的には次の処理を行う。
[5] Processing of Vertex Pair Narrowing Unit 21 The vertex pair narrowing unit 21 is a new vertex calculated by the vertex pair set, each target value, and the new vertex position calculating unit 11 of the high resolution mesh model 2 read from the database 14. Using the position set {p k }, the vertex pairs whose new vertices after integration match the target value are narrowed down. Specifically, the following processing is performed.

[形状近似誤差の保証]
次式を満たし、統合後の新頂点の形状近似誤差が一定値以内となる頂点対を選別する。
[Guarantee of shape approximation error]
Select vertex pairs that satisfy the following formula and the shape approximation error of the new vertex after integration is within a certain value.

(Q+Q)p≦Emax (7)
[価数上限値の保証]
次式を満たし、統合後の新頂点の価数が一定値以内となる頂点対を選別する。
p k T (Q i + Q j ) p k ≦ E max (7)
[Guaranteed valence limit]
Select vertex pairs that satisfy the following formula and the valence of the new vertex after integration is within a certain value.

|i|+|j|−4≦Vmax (8)
ここで、|i|は頂点iの価数、|j|は頂点jの価数であり、式(8)の左辺全体で頂点対(i,j)を頂点kに統合したときの新頂点kの価数を示している。
| i * | + | j * | -4 ≦ V max (8)
Here, | i * | is the valence of vertex i, | j * | is the valence of vertex j, and when vertex pair (i, j) is integrated into vertex k over the entire left side of equation (8). The valence of the new vertex k is shown.

[面分歪下限値の保証]
次式を満たし、統合後の新頂点kに接する全ての面分のストレッチが下限値以上となる頂点対を選別する。
[Guaranteed lower limit of area distortion]
A vertex pair that satisfies the following equation and has a stretch of all the faces in contact with the new vertex k after integration is equal to or greater than the lower limit value is selected.

f∈F,STCH(f)≧STmin (9)
ここで、Fは、新頂点kに接する面分fの集合である(図9(b)参照)。
∀ f∈F k, STCH (f) ≧ ST min (9)
Here, F k is a set of surface segments f in contact with the new vertex k (see FIG. 9B).

[面分サイズ上下限値の保証]
次式を満たし、統合後の新頂点kに接する全ての面分の面分サイズが上限値、下限値の間の範囲内にある頂点対を選別する。
[Guaranteed upper and lower limit of area size]
A vertex pair that satisfies the following expression and has a surface segment size in contact with the new vertex k after integration within the range between the upper limit value and the lower limit value is selected.

f∈F,SIZE(f)≦SZmax (10)
f∈F,SIZE(f)≧SZmin (11)
[面裏返りの抑制]
次式を満たし、新頂点の位置が面分の反対側にならない頂点対を選別する。
∀ f∈F k, SIZE (f) ≦ SZ max (10)
∀ f∈F k, SIZE (f) ≧ SZ min (11)
[Suppression of turning over]
A vertex pair that satisfies the following expression and whose new vertex position is not on the opposite side of the face is selected.

∈F∪F∈F
fb・nfa≧v (12)
ここで、nfaは統合前の頂点対に接する面分fの法線ベクトル、nfbは統合後の新頂点に接する面分fの法線ベクトルである。閾値vは、一例として0〜−0.9の値とする。また、F∪Fは頂点対(i,j)に接する面分の集合を示す(図9(a)参照)。
∀ f a ∈F i ∪F j, ∀ f b ∈F k
n fb · n fa ≧ v n (12)
Here, n fa is a normal vector of the surface segment f in contact with the vertex pair before integration, and n fb is a normal vector of the surface segment f in contact with the new vertex after integration. Threshold v n is a value from 0 - 0.9 as an example. Further, F i ∪F j represents a set of surface segments in contact with the vertex pair (i, j) (see FIG. 9A).

上記処理によって、頂点対に接するいずれかの面分の法線ベクトルの向きが統合の前後で反転するような頂点対については統合の対象から除外されることになる。   As a result of the above processing, vertex pairs whose normal vector direction in contact with any vertex pair is inverted before and after the integration are excluded from integration.

頂点対絞込み部21は、上記各目標値に適合した頂点対の集合を評価値算出部22および頂点対選定部23へ出力する。   The vertex pair narrowing unit 21 outputs a set of vertex pairs suitable for each target value to the evaluation value calculating unit 22 and the vertex pair selecting unit 23.

[6]評価値算出部22の処理
評価値算出部22では、頂点対絞込み部21で絞り込んだ頂点対集合、新頂点位置算出部11で算出した新頂点位置集合{p}、データベース14から読み出した面分サイズ標準値SZnomを用いて、新頂点位置集合{p}に含まれる新頂点のうち、頂点対絞込み部21で絞り込まれた頂点対に対応するものについて各評価値を算出する。具体的には次の処理を行う。
[6] Process of Evaluation Value Calculation Unit 22 In the evaluation value calculation unit 22, the vertex pair set narrowed down by the vertex pair narrowing unit 21, the new vertex position set {p k } calculated by the new vertex position calculation unit 11, and the database 14 Using the read surface segment size standard value SZ nom , each evaluation value is calculated for the new vertexes included in the new vertex position set {p k } corresponding to the vertex pairs narrowed down by the vertex pair narrowing unit 21. To do. Specifically, the following processing is performed.

[面分歪評価値の算出]
面分歪評価値として、新頂点kに接する面分集合Fについて、ストレッチの最低値を次式に基づいて算出する。
[Calculation of surface distortion evaluation value]
As the surface segment distortion evaluation value, the minimum stretch value is calculated based on the following equation for the surface segment set F k in contact with the new vertex k.

ESTmin=minf∈Fk STCH(f) (13)
同様に、面分歪評価値として、新頂点kに接する面分集合Fについて、ストレッチの平均値を次式に基づいて算出する。
EST min = min fεFk STCH (f) (13)
Similarly, the average value of the stretch is calculated based on the following equation for the surface segment set F k in contact with the new vertex k as the surface segment distortion evaluation value.

ESTave=1/|Ff∈Fk STCH(f)(14)
[面分粗密評価値の算出]
頂点対(i,j)に接する面分集合F∪Fについて、面分の粗密を評価する値を次式に基づき算出する。
EST ave = 1 / | F k | Σ fεF k STCH (f) (14)
[Calculation of area density evaluation value]
For the surface segment set F i ∪F j in contact with the vertex pair (i, j), a value for evaluating the roughness of the surface is calculated based on the following equation.

ESZij=1/|w|Σf∈wSZnom/SIZE(f)(15)
ここで、w=F∪Fである。評価値算出部22は、算出した各評価値の集合を頂点対選定部23へ出力する。
ESZ ij = 1 / | w | Σfεw SZ nom / SIZE (f) (15)
Here, w = F i ∪F j . The evaluation value calculation unit 22 outputs the calculated set of evaluation values to the vertex pair selection unit 23.

[7]頂点対選定部23の処理
頂点対選定部23は、頂点対絞込み部21で絞り込まれた頂点対のうち、統合するのに最も適した1つの頂点対を各評価値に基づいて選定する。具体的には、頂点対(i,j)の総合評価値εijを次式に基づき算出する。
[7] Processing of Vertex Pair Selection Unit 23 The vertex pair selection unit 23 selects one vertex pair most suitable for integration among the vertex pairs narrowed down by the vertex pair narrowing unit 21 based on each evaluation value. To do. Specifically, the total evaluation value ε ij of the vertex pair (i, j) is calculated based on the following equation.

εij=ESTmin×ESTave×ESZij (16)
そして、総合評価値εijが最も大きな頂点対(i,j)を統合対象の頂点対(統合頂点対)として選定する。頂点対選定部23は、選定した統合頂点対(i,j)を新頂点位置設定部13へ出力する。
ε ij = EST min × EST ave × ESZ ij (16)
Then, the vertex pair (i, j) having the largest comprehensive evaluation value ε ij is selected as the vertex pair to be integrated (integrated vertex pair). The vertex pair selection unit 23 outputs the selected integrated vertex pair (i, j) to the new vertex position setting unit 13.

[8]新頂点位置設定部13の処理
新頂点位置設定部13では、データベース14から読み出した高解像度メッシュモデル2、新頂点位置p、統合頂点対(i,j)を用い、edge collapse手法(非特許文献5参照)により統合頂点対(i,j)を統合して新頂点の位置を設定する。これによって総合頂点対(i,j)と総合頂点対に接続された稜線とが削除されるとともに、新頂点と新頂点に接続される稜線とが設定される。新頂点位置設定部13は、このようにして生成された低解像度メッシュモデル3を出力する。
[8] Processing of New Vertex Position Setting Unit 13 The new vertex position setting unit 13 uses the high resolution mesh model 2, the new vertex position p k , and the integrated vertex pair (i, j) read from the database 14, and uses the edge collapse method. (See Non-Patent Document 5) The integrated vertex pair (i, j) is integrated to set the position of the new vertex. As a result, the total vertex pair (i, j) and the edge line connected to the total vertex pair are deleted, and the new vertex and the edge line connected to the new vertex are set. The new vertex position setting unit 13 outputs the low resolution mesh model 3 generated in this way.

[9]繰り返し処理
本解像度制御システム1では、新頂点位置設定部13が出力した低解像度メッシュモデル3を上記各処理で用いた高解像度メッシュモデル2と入れ替えて、新頂点位置算出部11、統合頂点対決定部12、新頂点位置設定部13の各部における処理を繰り返し行う。
[9] Repetitive processing In this resolution control system 1, the low-resolution mesh model 3 output from the new vertex position setting unit 13 is replaced with the high-resolution mesh model 2 used in each of the above processes, and the new vertex position calculation unit 11 is integrated. The processing in each part of the vertex pair determination unit 12 and the new vertex position setting unit 13 is repeated.

1回の処理では、メッシュモデル全体のうちの2つの頂点が1つに統合されるだけであるので、繰り返し処理を行うことで低解像度化を図る。繰り返し処理は、生成した低解像度メッシュモデルの面分の要素数が予め設定された面分要素数Gに一致するまで繰り返す。   In one process, only two vertices of the entire mesh model are integrated into one, so that the resolution is reduced by repeatedly performing the process. The iterative process is repeated until the number of elements for the surface of the generated low-resolution mesh model matches the preset number G of surface elements.

具体的には、新頂点位置設定部13は、面分要素数Gをデータベース14から読み出し、生成した低解像度メッシュモデル3の面分要素数がGより大きい場合には、低解像度メッシュモデル3を新頂点位置算出部11、統合頂点対決定部12、新頂点位置設定部13へ出力して上記各処理を繰り返させ、低解像度メッシュモデル3の面分要素数がGに一致したところで各処理を停止させる。   Specifically, the new vertex position setting unit 13 reads the surface segment element number G from the database 14, and if the generated low resolution mesh model 3 has a larger number of surface segment elements than G, the new vertex position setting unit 13 selects the low resolution mesh model 3. The new vertex position calculation unit 11, the integrated vertex pair determination unit 12, and the new vertex position setting unit 13 are output to repeat the above processes, and each process is performed when the number of surface segment elements of the low resolution mesh model 3 matches G. Stop.

[10]適用結果と評価
次に、本手法を適用した結果と評価について説明する。各目標値については、形状近似誤差上限値Emax=0.8、価数上限値Vmax=10、面分サイズ上限値SZmax=5、面分サイズ下限値SZmin=0.05、面分歪下限値STmin=0.05、面分要素数G=26,000、16,000とした。
[10] Application Result and Evaluation Next, the result and evaluation of applying this method will be described. For each target value, shape approximation error upper limit E max = 0.8, valence upper limit value V max = 10, surface segment size upper limit value SZ max = 5, surface segment size lower limit value SZ min = 0.05, surface segment distortion lower limit value ST min = 0.05, surface segment element number G = 26,000, 16,000.

図10(a)は、処理の対象とする高解像度メッシュモデルを生成するためのソリッドモデルを示す図である。ここでは、幅W=49、長さd=103、高さh=17とした。図10(b)は、ソリッドモデルからFEMメッシャで生成した高解像度メッシュモデルを示す図である。この高解像度メッシュモデルの面分要素数は120,186個とした。   FIG. 10A is a diagram illustrating a solid model for generating a high-resolution mesh model to be processed. Here, the width W = 49, the length d = 103, and the height h = 17. FIG. 10B is a diagram showing a high resolution mesh model generated from the solid model by the FEM mesher. The number of surface segment elements in this high resolution mesh model was 120,186.

図11は、図10(b)の高解像度メッシュモデルを用いて本解像度制御システム1により生成した低解像度メッシュモデルを示す図であり、図11(a)では面分要素数が26,000、図11(b)では面分要素数が16,000となっている。   FIG. 11 is a diagram showing a low resolution mesh model generated by the resolution control system 1 using the high resolution mesh model of FIG. 10B. In FIG. 11A, the number of area elements is 26,000. In (b), the number of area elements is 16,000.

図12は、コンピュータグラフィックス(CG)用の簡略化手法によって生成した低解像度メッシュモデルを示す図であり、図12(a)では面分要素数が26,000、図12(b)では面分要素数が16,000となっている。   FIG. 12 is a diagram showing a low-resolution mesh model generated by a simplified technique for computer graphics (CG). In FIG. 12A, the number of surface segment elements is 26,000, and in FIG. The number is 16,000.

図13は、FEMメッシャにより生成した低解像度メッシュモデルを示す図であり、図13(a)では面分要素数が11,982、図13(b)では面分要素数が13,702となっている。   FIG. 13 is a diagram showing a low-resolution mesh model generated by the FEM mesher. In FIG. 13A, the number of surface segment elements is 11,982, and in FIG. 13B, the number of surface segment elements is 13,702.

図14は、それぞれの手法によって生成された各低解像度メッシュモデルについて、面分サイズの最小値、最大値、ストレッチの最小値、価数の最大値をまとめた表である。同図の表では、図11(a),(b)のモデルが、同表の(a),(b)に対応し、図12(a),(b)のモデルが同表の(c),(d)に対応し、図13(a),(b)のモデルが同表の(e),(f)に対応している。かっこ内の数値は、設定された目標値である。同図の表から、実施例の本解像度制御システム1が生成した低解像度メッシュモデルは、他の手法に比べて、面分サイズは最小値と最大値の間隔が小さくより均等に近くなっており、ストレッチは最も大きく、価数は最も小さくなっており、有限要素解析に最も適したメッシュモデルとなっていることが確認された。   FIG. 14 is a table summarizing the minimum value, maximum value, minimum value of stretch, and maximum value of valence for each low-resolution mesh model generated by each method. In the table in FIG. 11, the models in FIGS. 11A and 11B correspond to (a) and (b) in the table, and the models in FIGS. 12A and 12B correspond to (c) in the table. ) And (d), the models of FIGS. 13A and 13B correspond to (e) and (f) in the table. The numerical value in parentheses is the set target value. From the table in the figure, the low-resolution mesh model generated by the present resolution control system 1 of the embodiment has a smaller surface area size with a smaller interval between the minimum value and the maximum value, and is evenly closer than other methods. The stretch is the largest, the valence is the smallest, and it is confirmed that the mesh model is most suitable for finite element analysis.

図15は、それぞれの手法によって生成された低解像度メッシュモデルについてストレッチの分布をまとめたグラフである。同グラフの(b),(d),(e),(f)は、図14の(b),(d),(e),(f)のモデルにそれぞれ対応している。本解像度制御システム1が生成した低解像度メッシュモデル(b)は、面分要素数が16,000のものである。同図のグラフから、低解像度メッシュモデル(b)は、FEMメッシュが生成したメッシュモデルの(e),(f)と面分歪みがほぼ同等の品質であることが確認された。   FIG. 15 is a graph summarizing the distribution of stretch for the low-resolution mesh models generated by the respective methods. (B), (d), (e), and (f) in the graph correspond to the models (b), (d), (e), and (f) in FIG. 14, respectively. The low resolution mesh model (b) generated by the resolution control system 1 has 16,000 surface segment elements. From the graph in the figure, it was confirmed that the low-resolution mesh model (b) has substantially the same quality of surface distortion as the mesh models (e) and (f) generated by the FEM mesh.

したがって、本実施の形態によれば、高解像度メッシュモデル2の各頂点対(i,j)を統合したときの新頂点kの位置を算出し、その新頂点kを有限要素解析に適した目標値に適合するものに絞り込むことで、有限要素解析に適した頂点対(i,j)を統合の対象にするとともに、その頂点対(i,j)の中で面分歪と面分粗密に関する総合評価値εijが最大のものを統合して新頂点kを設定し、ここで生成された低解像度メッシュモデル3を高解像度メッシュモデル2に入れ替えて上記一連の処理を繰り返し行うことで、新頂点が1つずつ設定されるので、複雑な形状に対しても品質を維持しつつ安定して低解像度メッシュモデルを生成することができる。 Therefore, according to the present embodiment, the position of the new vertex k when the vertex pairs (i, j) of the high resolution mesh model 2 are integrated is calculated, and the new vertex k is a target suitable for finite element analysis. By narrowing down to those that match the values, the vertex pair (i, j) suitable for the finite element analysis is the target of integration, and among the vertex pair (i, j), the surface distortion and surface roughness are related. A new vertex k is set by integrating the ones having the largest comprehensive evaluation value ε ij , the low resolution mesh model 3 generated here is replaced with the high resolution mesh model 2, and the above-described series of processing is repeated, whereby a new Since vertices are set one by one, a low-resolution mesh model can be stably generated while maintaining quality even for complex shapes.

本実施の形態によれば、新頂点kの算出に際して、頂点対(i,j)に隣接する頂点の重心を新頂点kの位置として算出することで、頂点対(i,j)を統合した後の面分の歪みを小さくでき、隣接する面分要素間の面積を均一化することができる。   According to the present embodiment, when calculating the new vertex k, the vertex pair (i, j) is integrated by calculating the center of gravity of the vertex adjacent to the vertex pair (i, j) as the position of the new vertex k. The distortion of the subsequent surface segment can be reduced, and the area between adjacent surface segment elements can be made uniform.

本実施の形態によれば、新頂点kの算出に際して、頂点対(i,j)に接する各面分と新頂点kとの自乗距離の和が最小となる位置を新頂点kの位置として算出することで、形状近似誤差が最小となる新頂点kの位置を算出することができる。   According to the present embodiment, when the new vertex k is calculated, the position where the sum of the square distance between each surface segment in contact with the vertex pair (i, j) and the new vertex k is calculated as the position of the new vertex k. Thus, the position of the new vertex k that minimizes the shape approximation error can be calculated.

本実施の形態によれば、1回の処理で1つの新頂点を設定するという処理を繰り返し行うようにしたことで、生成された低解像度メッシュモデルの面分要素の数が予め設定された面分要素数Gに一致したところで処理を停止させることができ、もって所望の面分要素数の低解像度メッシュモデルを生成することができる。   According to the present embodiment, the process of setting one new vertex in one process is repeatedly performed, so that the number of surface segment elements of the generated low resolution mesh model is preset. The processing can be stopped at the point where the number of segment elements G is matched, so that a low resolution mesh model having a desired number of surface segment elements can be generated.

本実施の形態によれば、リソッドモデルのメッシュ分割は、高解像度メッシュモデルを最初に生成するときの1回だけでよいので、従来のように所望の密度の低解像度メッシュモデルを生成する度にリソッドモデルのメッシュ分割を行う必要がなく、高速処理を可能にすることができる。また、生成された低解像度メッシュモデルは、処理が1回異なる毎に頂点の数が1つずつ異なる多重解像度表現されたものであるので、解像度を変更するに際して初期の高解像度メッシュモデル2を再度用いる必要がなく、解像度の変更を高速に行うことができる。   According to the present embodiment, the mesh division of the resod model may be performed only once when the high-resolution mesh model is first generated. Therefore, every time the low-resolution mesh model having a desired density is generated as in the prior art, the sod model Therefore, high-speed processing can be performed. In addition, since the generated low-resolution mesh model is a multi-resolution representation in which the number of vertices is different by one each time the processing is different, the initial high-resolution mesh model 2 is changed again when changing the resolution. There is no need to use it, and the resolution can be changed at high speed.

低解像度メッシュモデル生成手法のアプローチを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the approach of a low resolution mesh model production | generation method. 一実施形態における解像度制御システムの概略的な処理を示す図である。It is a figure which shows the schematic process of the resolution control system in one Embodiment. 上記解像度制御システムの構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the said resolution control system. 頂点対を1つの新頂点に統合する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a vertex pair is integrated into one new vertex. 新頂点についての形状近似誤差を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shape approximation error about a new vertex. 面分サイズを説明するための図である。It is a figure for demonstrating area size. ストレッチを説明するための図である。It is a figure for demonstrating stretch. 統合頂点対決定部の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of an integrated vertex pair determination part. 同図(a)は統合前の頂点対に接する面分集合を示す図であり、同図(b)は統合後の新頂点に接する面分集合を示す図である。FIG. 4A is a diagram showing a surface segment set in contact with a vertex pair before integration, and FIG. 4B is a diagram showing a surface segment set in contact with a new vertex after integration. 同図(a)はソリッドモデル、同図(b)は高解像度メッシュモデルを示す図である。FIG. 4A shows a solid model, and FIG. 4B shows a high resolution mesh model. 上記解像度制御システムによって生成された低解像度メッシュモデルを示す図であり、同図(a)は面分要素数26,000、同図(b)は面分要素数16,000のものである。It is a figure which shows the low resolution mesh model produced | generated by the said resolution control system, The figure (a) is a figure with 26,000 surface segment elements, and the figure (b) is a figure with 16,000 surface segment elements. コンピュータグラフィックス用の簡略化手法によって生成された低解像度メッシュモデルを示す図であり、同図(a)は面分要素数26,000、同図(b)は面分要素数16,000のものである。It is a figure which shows the low-resolution mesh model produced | generated by the simplification method for computer graphics, The figure (a) has 26,000 surface segment elements, and the figure (b) has 16,000 surface segment elements. FEMメッシャにより生成された低解像度メッシュモデルを示す図であり、同図(a)は面分要素数11,982、同図(b)は面分要素数13,702のものである。It is a figure which shows the low-resolution mesh model produced | generated by the FEM mesher, The figure (a) is the area element number 11,982, and the figure (b) is the area element number 13,702. 各手法によって生成された低解像メッシュモデルについての評価値を示す表である。It is a table | surface which shows the evaluation value about the low-resolution mesh model produced | generated by each method. 各手法によって生成された低解像メッシュモデルについてのストレッチの分布を示すグラフである。It is a graph which shows the distribution of the stretch about the low-resolution mesh model produced | generated by each method. 従来の低解像度メッシュモデルを生成する処理を示す図である。It is a figure which shows the process which produces | generates the conventional low resolution mesh model.

符号の説明Explanation of symbols

1…解像度制御システム
2…高解像度メッシュモデル
3…低解像度メッシュモデル
11…新頂点位置算出部
12…統合頂点対決定部
13…新頂点位置設定部
21…頂点対絞込み部
22…評価値算出部
23…頂点対選定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Resolution control system 2 ... High resolution mesh model 3 ... Low resolution mesh model 11 ... New vertex position calculation part 12 ... Integrated vertex pair determination part 13 ... New vertex position setting part 21 ... Vertex pair narrowing part 22 ... Evaluation value calculation part 23 ... Vertex pair selection unit

Claims (10)

高解像度メッシュモデル、頂点対を統合したときの新頂点についての目標値を記憶したデータベースから前記高解像度メッシュモデルを読み出し、各頂点対を統合したときの新頂点の位置を算出する新頂点位置算出手段と、
前記データベースから前記目標値を読み出し、当該目標値に適合する新頂点を絞り込み、その新頂点に対応する頂点対の中から面分歪と面分粗密に関する総合評価値が最大の頂点対を決定する統合頂点対決定手段と、
前記高解像度メッシュモデルについて、決定された頂点対を統合して新頂点の位置を設定する新頂点位置設定手段と、
新頂点の位置設定で生成されたメッシュモデルを前記高解像度メッシュモデルに入れ替えて前記新頂点位置算出手段、前記統合頂点対決定手段、前記新頂点位置設定手段に処理を繰り返させる繰返手段と、
を有することを特徴とする解像度制御システム。
New vertex position calculation that reads the high resolution mesh model from the database that stores the target value for the new vertex when the high resolution mesh model and vertex pair are integrated, and calculates the position of the new vertex when each vertex pair is integrated Means,
Read the target value from the database, narrow down new vertices that match the target value, and determine the vertex pair having the maximum overall evaluation value for surface distortion and surface roughness from the vertex pairs corresponding to the new vertex. An integrated vertex pair determination means;
For the high resolution mesh model, new vertex position setting means for setting the position of a new vertex by integrating the determined vertex pairs;
Replacing the mesh model generated by the position setting of the new vertex with the high resolution mesh model, the new vertex position calculating means, the integrated vertex pair determining means, the repeating means for repeating the new vertex position setting means,
A resolution control system comprising:
前記新頂点位置算出手段は、頂点対に隣接する頂点の重心を新頂点の位置として算出することを特徴とする請求項1記載の解像度制御システム。   The resolution control system according to claim 1, wherein the new vertex position calculation means calculates the center of gravity of the vertex adjacent to the vertex pair as the position of the new vertex. 前記新頂点位置算出手段は、頂点対に接する各面分と新頂点との自乗距離の和が最小となる位置を新頂点の位置として算出することを特徴とする請求項1記載の解像度制御システム。   2. The resolution control system according to claim 1, wherein the new vertex position calculating means calculates a position at which the sum of square distances of each surface portion in contact with the vertex pair and the new vertex is minimum as the position of the new vertex. . 前記目標値は、形状近似許容誤差、価数上限値、面分サイズ上限値、面分サイズ下限値、面分サイズ基準値、ストレッチの下限値を含むものであって、
前記統合頂点対決定手段は、
前記新頂点位置算出手段によって算出された新頂点のうち、形状近似誤差が前記形状近似許容誤差以下、価数が前記価数上限値以下、面分サイズが前記面分サイズ下限値以上面分サイズ上限値以下、ストレッチが前記ストレッチ下限値以上の条件を満たす新頂点に対応する頂点対を絞り込む頂点対絞込み手段と、
絞り込まれた各頂点対について、面分歪評価値として新頂点に接する面分のストレッチの最低値と平均値を算出するとともに、面分粗密評価値として頂点対に接する面分について前記面分サイズ基準値を面分サイズで除した値の平均値を算出し、ストレッチの最低値、平均値、面分粗密評価値を乗じることで前記総合評価値を算出する評価値算出手段と、
前記総合評価値が最大の頂点対を選定する頂点対選定手段と、
を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の解像度制御システム。
The target value includes a shape approximation allowable error, a valence upper limit value, an area size upper limit value, an area size lower limit value, an area size reference value, and a stretch lower limit value,
The integrated vertex pair determining means includes:
Of the new vertices calculated by the new vertex position calculating means, the shape approximation error is not more than the shape approximation tolerance, the valence is not more than the valence upper limit value, and the surface segment size is not less than the surface segment size lower limit value. Vertex pair narrowing means for narrowing down vertex pairs corresponding to new vertices that satisfy the condition that the stretch is below the upper limit value and the stretch satisfies the stretch lower limit value or more,
For each narrowed pair of vertices, calculate the minimum and average stretch values of the surface that touches the new vertex as the surface segment distortion evaluation value, and the surface segment size for the surface portion that touches the vertex pair as the surface roughness evaluation value. An average value of a value obtained by dividing the reference value by the surface segment size, and an evaluation value calculating means for calculating the overall evaluation value by multiplying the minimum value of the stretch, the average value, and the surface roughness density evaluation value,
A vertex pair selecting means for selecting the vertex pair having the maximum comprehensive evaluation value;
The resolution control system according to claim 1, further comprising:
前記目標値は、面分要素数を含むものであって、
前記繰返手段は、前記データベースから前記面分要素数を読み出し、生成された低解像度メッシュモデルの面分要素の数が前記面分要素数に一致するまで繰り返させることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の解像度制御システム。
The target value includes the number of surface segment elements,
The repeating means reads out the number of surface segment elements from the database and repeats until the number of surface segment elements of the generated low resolution mesh model matches the number of surface segment elements. 5. The resolution control system according to any one of items 4 to 4.
高解像度メッシュモデル、頂点対を統合したときの新頂点についての目標値を記憶したデータベースから前記高解像度メッシュモデルを読み出し、各頂点対を統合したときの新頂点の位置を算出する処理と、
前記データベースから前記目標値を読み出し、当該目標値に適合する新頂点を絞り込み、その新頂点に対応する頂点対の中から面分歪と面分粗密に関する総合評価値が最大の頂点対を決定する処理と、
前記高解像度メッシュモデルについて、決定された頂点対を統合して新頂点の位置を設定する処理と、
新頂点の位置設定で生成されたメッシュモデルを前記高解像度メッシュモデルに入れ替えて前記新頂点の位置の算出、前記頂点対の決定、前記新頂点の位置の設定を繰り返させる処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする解像度制御プログラム。
A high-resolution mesh model, a process of reading the high-resolution mesh model from a database storing target values for new vertices when integrating vertex pairs, and calculating a position of the new vertex when integrating each vertex pair;
The target value is read from the database, new vertices that match the target value are narrowed down, and the vertex pair having the maximum comprehensive evaluation value for surface segment distortion and surface segment density is determined from the vertex pairs corresponding to the new vertex. Processing,
For the high-resolution mesh model, a process for setting the position of a new vertex by integrating the determined vertex pair;
A process of replacing the mesh model generated by setting the position of the new vertex with the high-resolution mesh model and repeatedly calculating the position of the new vertex, determining the vertex pair, and setting the position of the new vertex;
A resolution control program for causing a computer to execute.
前記新頂点の位置を算出する処理は、頂点対に隣接する頂点の重心を新頂点の位置として算出することを特徴とする請求項6記載の解像度制御プログラム。   The resolution control program according to claim 6, wherein the process of calculating the position of the new vertex calculates the center of gravity of the vertex adjacent to the vertex pair as the position of the new vertex. 前記新頂点の位置を算出する処理は、頂点対に接する各面分と新頂点との自乗距離の和が最小となる位置を新頂点の位置として算出することを特徴とする請求項6記載の解像度制御プログラム。   7. The process of calculating the position of the new vertex calculates a position where the sum of the square distance between each surface segment in contact with the vertex pair and the new vertex is minimum as the position of the new vertex. Resolution control program. 前記目標値は、形状近似許容誤差、価数上限値、面分サイズ上限値、面分サイズ下限値、面分サイズ基準値、ストレッチの下限値を含むものであって、
前記頂点対を決定する処理は、
算出された新頂点のうち、形状近似誤差が前記形状近似許容誤差以下、価数が前記価数上限値以下、面分サイズが前記面分サイズ下限値以上面分サイズ上限値以下、ストレッチが前記ストレッチ下限値以上の条件を満たす新頂点に対応する頂点対を絞り込む処理と、
絞り込まれた各頂点対について、面分歪評価値として新頂点に接する面分のストレッチの最低値と平均値を算出するとともに、面分粗密評価値として頂点対に接する面分について前記面分サイズ基準値を面分サイズで除した値の平均値を算出し、ストレッチの最低値、平均値、面分粗密評価値を乗じることで前記総合評価値を算出する処理と、
前記総合評価値が最大の頂点対を選定する処理と、
を実行させることを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の解像度制御プログラム。
The target value includes a shape approximation allowable error, a valence upper limit value, an area size upper limit value, an area size lower limit value, an area size reference value, and a stretch lower limit value,
The process of determining the vertex pair is as follows:
Among the calculated new vertices, the shape approximation error is not more than the shape approximation tolerance, the valence is not more than the valence upper limit value, the area size is not less than the area size lower limit value and not more than the area size upper limit value, and the stretch is the above Processing to narrow down vertex pairs corresponding to new vertices that satisfy the stretch lower limit value or more;
For each narrowed pair of vertices, calculate the minimum and average stretch values of the surface that touches the new vertex as the surface segment distortion evaluation value, and the surface segment size for the surface portion that touches the vertex pair as the surface roughness evaluation value. A process of calculating an average value of values obtained by dividing the reference value by the surface segment size, and calculating the overall evaluation value by multiplying the minimum value of the stretch, the average value, and the surface portion roughness evaluation value;
A process of selecting a vertex pair having the maximum comprehensive evaluation value;
The resolution control program according to claim 6, wherein the resolution control program is executed.
前記目標値は、面分要素数を含むものであって、
前記繰り返させる処理は、前記データベースから前記面分要素数を読み出し、生成された低解像度メッシュモデルの面分要素の数が前記面分要素数に一致するまで繰り返させることを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載の解像度制御プログラム。
The target value includes the number of surface segment elements,
The number of surface segment elements is read from the database, and the process to be repeated is repeated until the number of surface segment elements of the generated low-resolution mesh model matches the number of surface segment elements. The resolution control program according to any one of Items 9 to 9.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006072490A (en) * 2004-08-31 2006-03-16 Hokkaido Univ Tetrahedron mesh generating method and program
JP2006072531A (en) * 2004-08-31 2006-03-16 Hokkaido Univ Method for generating tetrahedron mesh for finite element analysis and finite element analysis system using its method
JP2007102595A (en) * 2005-10-06 2007-04-19 Hitachi Ltd Analysis mesh generation device
JP2007213169A (en) * 2006-02-07 2007-08-23 Japan Research Institute Ltd Finite element analysis unit, finite element analysis method, and computer program
US8928660B2 (en) 2009-04-15 2015-01-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Progressive mesh decoding apparatus and method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006072490A (en) * 2004-08-31 2006-03-16 Hokkaido Univ Tetrahedron mesh generating method and program
JP2006072531A (en) * 2004-08-31 2006-03-16 Hokkaido Univ Method for generating tetrahedron mesh for finite element analysis and finite element analysis system using its method
JP4664023B2 (en) * 2004-08-31 2011-04-06 国立大学法人北海道大学 Tetrahedral mesh generator for analysis
JP4714444B2 (en) * 2004-08-31 2011-06-29 国立大学法人北海道大学 Tetrahedral mesh generation method and program
JP2007102595A (en) * 2005-10-06 2007-04-19 Hitachi Ltd Analysis mesh generation device
JP4620565B2 (en) * 2005-10-06 2011-01-26 株式会社日立製作所 Analysis mesh generator
JP2007213169A (en) * 2006-02-07 2007-08-23 Japan Research Institute Ltd Finite element analysis unit, finite element analysis method, and computer program
US8928660B2 (en) 2009-04-15 2015-01-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Progressive mesh decoding apparatus and method

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