JP2006277405A - 断面作成表示プログラム及び断面作成表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 配管など任意方向につながる３次元モデルの断面を任意の位置でユーザが容易に確認することが可能な断面作成表示プログラム及び断面作成表示方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 直交計算部２は、ユーザが選択した３次元モデルのワイヤデータに基づいてワイヤデータが示すワイヤ形状の始点３次元座標を算出し、始点３次元座標でのワイヤ形状の接線ベクトルを算出し、接線ベクトルの直交ベクトルを算出し、算出した始点３次元座標、接線ベクトル、及び直交ベクトルを平面生成部１０４に送る。そして、平面生成部１０４は、受け取った始点３次元座標、接線ベクトル、及び直交ベクトルに基づいて平面を生成し、表示データ制御部１１０は、生成された平面を３次元モデルの断面としてディスプレイ装置１１１に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）で作成された３次元モデルの断面を作成し表示する断面作成表示プログラム及び断面作成表示方法に関する。

製品設計では、製品の任意箇所での厚みや隙間の検証を行いながら、意図した性能や品質になるよう何度も設計モデルや設計図面の修正が行われる。また、製造部門へ渡すための製造図面内には、任意箇所で設計モデルを切ったときの断面図が必ず含まれている。

また、近年、３次元ＣＡＤが普及してきた要因の１つに「３次元モデルを作成すると、その３次元モデルから必要な図面を簡単にたくさん作れる」ということがあり、その図面の種類の１つに断面図が含まれている（例えば、特許文献１参照）。

また、３次元モデルを作成するための様々な３次元ＣＡＤシステムの中には、断面図の検証や断面図の作成を容易にするために、３次元モデルを任意平面で切断し、その断面を表示することができる、いわゆる、「リアルタイム断面表示」機能が備わっているものがある。

図９は、「リアルタイム断面表示」の一例を示す図である。
図９に示す「リアルタイム断面表示」の例では、３次元モデル９０がＹ軸上の任意の３点をそれぞれ通る３つのＸ−Ｚ平面で順番に切断されている様子を示している。

このように、既存の３次元ＣＡＤシステムにおいて、「リアルタイム断面表示」機能を備えるものは、３次元モデルの断面をある軸方向において複数表示させることができる。
図１０は、既存の３次元ＣＡＤシステムの一例を示す図である。

図１０に示す３次元ＣＡＤシステム１００は、入力処理部１０１と、要素・形状作成／編集処理部１０２と、内部処理全体処理部１０３と、モデルＤＢ１０４と、モデラカーネル１０５と、平面生成部１０６と、表示データ管理部１０７と、表示データ格納部１０８と、表示ライブラリ１０９と、表示データ制御部１１０と、ディスプレイ装置１１１とを備えて構成されている。

上記入力処理部１０１は、例えば、キーボードやマウスなどであり、３次元ＣＡＤシステム１００の入力インターフェースである。
上記要素・形状作成／編集処理部１０２は、３次元モデルなどの３次元要素の生成や編集制御を行うところである。

上記内部処理全体処理部１０３は、３次元ＣＡＤシステム１００全体の内部処理を行うところである。
上記モデルＤＢ１０４は、３次元モデルを作成するために必要なデータを格納するところである。

上記モデラカーネル１０５は、アプリケーションが指定した寸法や断面から実際に３次元モデルを作成したり、３次元モデルから隠線、輪郭線、スムースエッジなどのデータを取り出すためのライブラリである。

上記平面生成部１０６は、３次元モデルの断面に対応する平面を作成するところである。
上記表示データ管理部１０７は、ディスプレイ装置１１１に３次元モデルを表示するために３次元モデルを示す表示データを管理するところである。

上記表示データ格納部１０８は、表示データを格納するところである。
上記表示ライブラリ１０９は、３次元モデルをディスプレイ装置１１１に表示させるために、３次元モデルの領域、形状、色などを制御するところである。

上記表示データ制御部１００は、表示ライブラリ１０９で制御された３次元モデルをディスプレイ装置１１１に表示するか否かを制御するところである。３次元モデル全体のうち非表示指定された側は非表示状態となるため、３次元モデルが切れているように見える。そのため、ユーザは、断面形状を確認することができる。

上記ディスプレイ装置１１１は、例えば、モニタなどであり、３次元モデルを表示するところである。
まず、ユーザは、入力処理部１０１を介して、ディスプレイ装置１１１に表示されているファイルやダイアログなどのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を操作することにより、ディスプレイ装置１１１に表示させたい３次元モデルを選択する。

次に、内部処理全体処理部１０３は、ユーザに選択された３次元モデルをモデルＤＢ１０４から取り出し要素・形状作成／編集処理部１０２に送る。
次に、内部処理全体処理部１０３は、ユーザに選択された３次元モデルをディスプレイ装置１１１に表示するために必要な表示データを、モデラカーネル１０５に問い合わせて作成し、その表示データを表示データ格納部１０８に一旦格納する。

次に、内部処理全体処理部１０３は、表示データ格納部１０８に格納された表示データを表示ライブラリ１０９の関数を用いてディスプレイ装置１１１に表示する。なお、表示ライブラリ１０９の関数としては、例えば、「ＯｐｅｎＧＬ」（三次元グラフィックスライブラリ：登録商標）で使用される関数などが考えられる。

次に、３次元モデルの断面をディスプレイ装置１１１に表示する際の３次元ＣＡＤシステム１００の動作について説明する。
まず、ユーザは、３次元空間において、断面を見たい３次元モデルを選択する。

次に、平面生成部１０６は、平面を作成する。
次に、内部処理全体処理部１０３は、作成された平面をユーザが選択した３次元モデルの位置に移動させる。

そして、内部処理全体処理部１０３は、作成された平面の表と裏のどちらを表示させるかを示すデータを表示ライブラリ１０９に渡し、表示ライブラリ１０９に内部計算させることにより、３次元モデルの断面をディスプレイ装置１１１に表示させる。

また、一般に、３次元ＣＡＤシステムは、図１１に示すように、３次元モデル９０の断面を２面（Ｘ−Ｚ平面、Ｙ−Ｚ平面）以上表示することができる。
特開平１１−８５８３０号公報

しかしながら、既存の３次元ＣＡＤシステムでは、図９に示すように、３次元モデル９０の断面を一度Ｙ方向で表示させると次回以降もそのＹ方向のみの断面しか表示することができなかった。従って、このように、３次元モデル９０の１つの断面をリアルタイムに移動させながら表示させる場合、ユーザは、そのリアルタイムに移動する断面を一定方向のみでしか確認できず、ディスプレイ装置１１１上の３次元モデルの向きによっては断面の確認が難しくなる場合もあった。

また、図１２に示すような３次元ＣＡＤシステムで作成された設計物内には、図１３に示すような配管１３０など一定方向のみでなく任意方向につながる３次元モデルが含まれている場合が多く、このように任意方向につながる３次元モデルの断面を任意の位置で表示させるためには、多くの平面をその３次元モデルに設定しなければならなかった。また、配管１３０など任意方向につながる３次元モデルでは、任意の位置で断面を表示させるために座標をうまく特定する必要がありその特定に手間がかかっていた。

そこで、本発明では、配管など任意方向につながる３次元モデルの断面を任意の位置でユーザが容易に確認することが可能な断面作成表示プログラム及び断面作成表示方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の断面作成表示プログラムは、３次元ＣＡＤで作成された３次元モデルの断面を作成し表示する断面作成表示プログラムであって、上記３次元モデルを作成する際にその３次元モデルの中心を通るワイヤ形状を取得するステップ、そのワイヤ形状上の任意点からワイヤ形状に沿って進むときのそのワイヤ形状の任意点での接線ベクトルを算出するステップ、上記接線ベクトルの直交方向に平面を作成するステップ、その平面を上記３次元モデルの断面として表示するステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。

これにより、配管など任意方向につながる３次元モデルの断面も、その任意方向に沿って表示させることができる。
また、上記断面作成表示プログラムは、上記ワイヤ形状を所定数で分割し、そのワイヤ形状の各分割点のうち第１の分割点の次の第２の分割点でのワイヤ形状の接線ベクトルに直交する第２の平面を生成し、その第２の平面を上記３次元モデルの第２の断面として表示する際、すでに表示されている上記ワイヤ形状の第１の断面を非表示にすることをコンピュータに実行させるようにしてもよい。

これにより、配管など任意方向につながる３次元モデルの断面を、その任意方向に沿って移動させながらリアルタイムに表示させることができる。
また、上記断面作成表示プログラムは、線分を所定数で分割し、そのワイヤ形状の各分割点のうち第１の分割点の次の第２の分割点に対応するワイヤ形状の第２の点でのワイヤ形状の接線ベクトルに直交する第２の平面を上記３次元モデルの第２の断面として表示する際、すでに表示されている上記ワイヤ形状の第１の断面を非表示にすることをコンピュータに実行させるようにしてもよい。

また、本発明の範囲は、３次元ＣＡＤで作成された３次元モデルの断面を作成し表示する断面作成表示方法にまで及ぶ。

本発明によれば、配管など任意方向につながる３次元モデルの断面も、その任意方向に沿って表示させることができるので、任意方向につながる３次元モデルの断面を任意の位置でユーザが容易に確認することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態の３次元ＣＡＤシステム１を示す図である。なお、図１において図１０に示す構成と同じ構成には、同じ符号を付しその構成の説明を省略する。

図１に示す３次元ＣＡＤシステム１は、入力処理部１０１と、要素・形状作成／編集処理部１０２と、内部処理全体処理部１０３と、モデルＤＢ１０４と、モデラカーネル１０５と、平面生成部１０６と、表示データ管理部１０７と、表示データ格納部１０８と、表示ライブラリ１０９と、表示データ制御部１１０と、ディスプレイ装置１１１と、直交計算部２とを備えて構成されている。

上記３次元ＣＡＤシステム１は、直交計算部２を備えている点が図１０に示す３次元ＣＡＤシステム１００と異なっている。
上記直交計算部２は、配管やコードなど任意方向につながる３次元モデルを作成する際、その３次元モデルの中心を通るワイヤ形状の接線ベクトル及びその接線ベクトルの直交ベクトルを求めるところである。

そして、平面生成部１０６は、直交計算部２で求められた接線ベクトルと直交ベクトルとにより平面を作成し、表示データ制御部１１０は、作成された平面を３次元データの断面としてディスプレイ装置１１１に表示する。

図２は、任意方向につながる３次元モデルの作成方法の一例を示す図である。
図２に示す３次元モデル２０では、断面２１とワイヤ形状２２とが定義されている。また、３次元モデル２０は、断面２１の中心をワイヤ形状２２が通りながら断面２１がワイヤ形状２２の始点から終点までワイヤ形状２２に沿ってスイープすることにより作成される。なお、定義される断面やワイヤ形状の数は限定されない。

図３は、任意方向につながる３次元モデルのデータ構造の一例を示す図である。
図３に示すデータ構造３０は、定義される断面を示す断面形状データ３１と、定義されるワイヤ形状を示すワイヤデータ３２と、３次元モデルの幾何データを示す形状データ３３とにより構成されている。また、断面形状データ３１は、断面の個数を示す個数データ３４と、断面の幾何データのリストを示す断面幾何形状リスト３５とにより構成されている。また、ワイヤデータ３２は、ワイヤ形状の種類（直線、円、スプラインなど）を示す種類データ３６と、ワイヤ形状の始点３次元座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を示す始点３次元座標３７と、ワイヤ形状の通過点（ｘ２，ｙ２，ｚ２〜ｘｍ，ｙｍ，ｚｍ）を示す通過点３８と、ワイヤ形状の終点３次元座標（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）を示す終点３次元座標３９と、ワイヤ形状の幾何データを示す形状幾何データ４０とにより構成されている。

図４は、直交計算部２の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１において、直交計算部２は、ユーザが入力処理部１０１を操作することにより選択された３次元モデルのワイヤデータを要素・形状作成／編集処理部１０２を介してモデルＤＢ１０４から受け取り、そのワイヤデータに基づいてワイヤデータが示すワイヤ形状全体の始点３次元座標を算出する。

例えば、それぞれ方向が異なる４つのワイヤ形状（直線）が連結することにより構成されるワイヤ形状（例えば、図１３に示す３次元モデルの中心を通るワイヤ形状）全体の始点３次元座標を算出する場合は、各ワイヤ形状のそれぞれの始点３次元座標のうち他のワイヤ形状の終点３次元座標と連結していない始点３次元座標を、そのワイヤ形状全体の始点３次元座標とする。

次に、ステップＳ２において、直交計算部２は、ワイヤ形状全体の始点３次元座標でのワイヤ形状の接線ベクトルを算出する。
ここで、接線ベクトルの算出方法の一例を説明する。なお、ワイヤ形状を示す線の方程式をＲ（ｔ）とし、そのワイヤ形状全体の始点３次元座標をＰ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とし、Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）でのＲ（ｔ）の接線ベクトルをＶｏ（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）とする。

まず、Ｒ（ｔ）とＰ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とにより、Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）におけるパラメタ値ｔを取得する。
次に、パラメタ値ｔをΔｔだけ増加させた場所での座標Ｐ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を取得する。

次に、Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とＰ２（ｘ２，ｙ２，ｚ２）との間のベクトルＶ（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）を算出する。なお、ｖｘ＝ｘ２−ｘ１、ｖｙ＝ｙ２−ｙ１、ｖｚ＝ｚ２−ｚ１とする。

そして、算出したＶ（ｖｘ，ｖｙ，ｖｚ）を単位ベクトルＶｏ（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）に変換する。なお、ｘｏ＝ｖｘ／（ｖｘ^２＋ｖｙ^２＋ｖｚ^２）^１／２、ｙｏ＝ｖｙ／（ｖｘ^２＋ｖｙ^２＋ｖｚ^２）^１／２、ｚｏ＝ｖｚ／（ｖｘ^２＋ｖｙ^２＋ｖｚ^２）^１／２とする。

これにより、ワイヤ形状全体の始点３次元座標からワイヤ形状全体の終点３次元座標に向かってワイヤ形状に沿って進むときのワイヤ形状全体の始点３次元座標での接線ベクトルを算出することができる。

次に、ステップＳ３において、直交計算部２は、接線ベクトルの直交ベクトルを算出する。
ここで、直交ベクトルの算出方法の一例を説明する。なお、接線ベクトルをＶｏ（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）とし、Ｖｏ（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）に垂直な平面上にあるベクトル（Ｖｏ（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）の直交ベクトル）をＶ１ｏ（ｖｘ１ｏ，ｖｙ１ｏ，ｖｚ１ｏ）とする。

まず、Ｖｏ（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）をＸＹ方向成分のベクトルＶ１（ｘｏ，ｙｏ，０）と、Ｚ方向成分のベクトルＶ２（０，０，ｚｏ）とに分解する。
次に、Ｖ１とＶ２との外積Ｖ１（ｖｘ１，ｖｙ１，ｖｚ１）を算出する。なお、ｖｘ１＝Ｖ１＿ｙｏ×Ｖ２＿ｚｏ−Ｖ１＿ｚｏ×Ｖ２＿ｙｏ＝ｙｏ×ｚｏ、ｖｙ１＝Ｖ１＿ｚｏ×Ｖ２＿ｘｏ−Ｖ１＿ｘｏ×Ｖ２＿ｚｏ＝−ｘｏ×ｚｏ、ｖｚ１＝Ｖ１＿ｘｏ×Ｖ２＿ｙｏ−Ｖ１＿ｙｏ×Ｖ２＿ｘｏ＝０とする。

そして、算出したＶ１（ｖｘ１，ｖｙ１，ｖｚ１）を単位ベクトルＶ１ｏ（ｖｘ１ｏ，ｖｙ１ｏ，ｖｚ１ｏ）に変換する。なお、ｖｘ１ｏ＝ｖｘ１／（ｖｘ１^２＋ｖｙ１^２＋ｖｚ１^２）^１／２、ｖｙ１ｏ＝ｖｙ１／（ｖｘ１^２＋ｖｙ１^２＋ｖｚ１^２）^１／２、ｖｚ１ｏ＝ｖｚ１／（ｖｘ１^２＋ｖｙ１^２＋ｖｚ１^２）^１／２とする。

これにより、接線ベクトルの直交ベクトルを算出することができる。
次に、ステップＳ４において、直交計算部２は、算出したワイヤ形状全体の始点３次元座標、接線ベクトル、及び直交ベクトルを平面生成部１０６に送る。

そして、平面生成部１０６は、受け取った始点３次元座標、接線ベクトル、及び直交ベクトルに基づく平面を生成する。
ここで、平面の生成方法の一例を説明する。なお、始点３次元座標をＰ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とし、接線ベクトルをＶｏ（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）とし、直交ベクトルをＶ１ｏ（ｖｘ１ｏ，ｖｙ１ｏ，ｖｚ１ｏ）とし、始点３次元座標、接線ベクトル、及び直交ベクトルにより定義される平面をＳ（ｕ，ｖ）とする。

まず、Ｖｏ（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）とＶ１ｏ（ｖｘ１ｏ，ｖｙ１ｏ，ｖｚ１ｏ）との外積Ｖ３（ｖｘ３，ｖｙ３，ｖｚ３）を算出する。なお、ｖｘ３＝ｙｏ×ｖｚ１ｏ−ｚｏ×ｖｙ１ｏ，ｖｙ３＝ｘｏ×ｖｚ１ｏ−ｚｏ×ｖｘ１ｏ，ｖｚ３＝ｘｏ×ｖｙ１ｏ−ｙｏ×ｖｘ１ｏとする。

そして、Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とＶ１ｏ（ｖｘ１ｏ，ｖｙ１ｏ，ｖｚ１ｏ）とＶ３（ｖｘ３，ｖｙ３，ｖｚ３）とによりＳ（ｕ，ｖ）を算出する。なお、Ｓ（ｕ，ｖ）＝Ｐ１（ｘ１，ｙ１，ｚ１）＋ｕ×（Ｖ１ｏ（ｖｘ１ｏ，ｖｙ１ｏ，ｖｚ１ｏ））＋ｖ×（Ｖ３（ｖｘ３，ｖｙ３，ｖｚ３））とする。

これにより、平面生成部１０６は、ワイヤ形状全体の始点３次元座標でのワイヤ形状の接線ベクトルに直交する平面を生成することができる。
そして、表示データ制御部１１０は、生成された平面を３次元モデルの断面としてディスプレイ装置１１１に表示する。

これにより、配管など任意方向につながる３次元モデルにおいても、その任意方向に沿って任意の位置で断面を作成し表示することができるので、任意方向につながる３次元モデルであってもユーザは任意の位置でその３次元モデルの断面を容易に確認することができる。

なお、上記実施形態では、ワイヤ形状全体の始点３次元座標での３次元モデルの断面を表示する構成であるが、ワイヤ形状上の任意の点における３次元モデルの断面を表示するように構成してもよい。例えば、直交計算部２は、予め決められたワイヤ形状上の任意の点または入力処理部１０１を介してユーザより与えられたワイヤ形状上の任意の点を算出すると共に、その算出した任意の点での接線ベクトルと直交ベクトルを算出し、平面生成部１０６は、算出された点、接線ベクトル、及び直交ベクトルに基づく平面を生成し、表示データ制御部１１０は、その生成された平面を３次元モデルの断面として表示するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、３次元モデルの断面をワイヤ形状に沿って表示させる構成であるが、３次元モデルの断面のみを３次元モデルが表示されるウインドウと別のウインドウに表示されるように構成してもよい。また、別のウインドウに表示される断面は、その別のウインドウに対して任意の角度で表示されるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、表示データ制御部１１０が平面生成部１０６で生成された平面を３次元データの断面として表示する構成であるが、表示データ制御部１１０が平面生成部１０６で生成された平面を利用して他の３次元データの断面も表示するように構成してもよい。

また、本実施形態の３次元ＣＡＤシステム１は、上記実施形態に限らない。
例えば、３次元モデルの断面がワイヤ形状に沿って連続して表示されるように構成してもよい。

図５は、３次元モデルの断面をワイヤ形状に沿って連続して表示させる際の直交計算部２の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップＳＴ１において、直交計算部２は、今回要素・形状作成／編集処理部１０２から送られてきた３次元モデルのワイヤデータが前回要素・形状作成／編集処理部１０２から送られてきた３次元モデルのワイヤデータから変更されたか否かを判断する。

ワイヤデータが変更されたと判断した場合（ステップＳＴ１がＹｅｓ）、ステップＳＴ２において、直交計算部２は、今回送られてきた３次元モデルのワイヤデータに基づいてワイヤ形状全体の全長を算出する。

例えば、それぞれ方向が異なる４つのワイヤ形状（直線）が連結することにより構成されるワイヤ形状全体の全長を算出する場合は、各ワイヤ形状のそれぞれの始点３次元座標と終点３次元座標とにより各ワイヤ形状の全長を算出し、各ワイヤ形状の全長を合計し、その合計をワイヤ形状全体の全長とする。

次に、ステップＳＴ３において、直交計算部２は、算出したワイヤ形状全体の全長を所定数で等分割し、各分割点の座標を算出する。
次に、ステップＳＴ４において、直交計算部２は、算出した各分割点の座標のうち予め決められた分割点の座標または入力処理部１０１から要素・形状作成／編集処理部１０２を介して送られてきたユーザが指定する分割点の座標を取得する。なお、ステップＳＴ１において、ワイヤデータが変更されていないと判断した場合（ステップＳＴ１がＮｏ）もステップＳＴ４に進む。また、ワイヤデータが変更されていないと判断しステップＳＴ４に進む場合、今回取得した座標が前回取得した座標と異なる場合のみステップＳＴ５に進むようにしてもよい。

次に、ステップＳＴ５において、直交計算部２は、取得した分割点の座標でのワイヤ形状の接線ベクトルを算出する。なお、接線ベクトルの算出方法は、例えば、上述した方法が考えられる。

次に、ステップＳＴ６において、直交計算部２は、接線ベクトルの直交ベクトルを算出する。なお、直交ベクトルの算出方法も、例えば、上述した方法が考えられる。
次に、ステップＳＴ７において、直交計算部２は、分割点の座標、接線ベクトル、及び直交ベクトルを平面生成部１０６に送る。

そして、平面生成部１０６は、分割点の座標、接線ベクトル、及び直交ベクトルに基づく平面を生成する。
また、表示データ制御部１１０は、平面生成部１０６で生成された平面を３次元モデルの断面としてディスプレイ装置１１１に表示させる。なお、３次元モデルの断面をディスプレイ装置１１１に表示させる際に、ディスプレイ装置１１１に前回作成された断面が表示されている場合、表示データ制御部１１０は、その前回作成された３次元モデルの断面を非表示にすると共に、今回作成された断面を表示する。また、表示データ制御部１１０は、今回作成された断面の表側または裏側の表示データを非表示にする。

そして、上述の動作を繰り返し行うことにより、３次元モデルの断面をワイヤ形状に沿って連続して表示させることができる。
次に、「スライダーバー」機能を利用して３次元モデルの断面をワイヤ形状に沿って連続して表示させる場合を考える。

図６は、ディスプレイ装置１１１に表示される「スライダーバー」の一例を示す図である。なお、図６に示すスライダーバー６０の下方には、スライダー６１の移動範囲６２に対応するワイヤ形状６３が示され、スライダーバー６０の１１個の目盛り６４（６４−０〜６４−１０）とワイヤ形状６３の１１個の分割点６５（６５−０〜６５−１０）（始点３次元座標及び終点３次元座標を含む）とが対応しているものとする。

図６に示すようなスライダーバー６０のスライダー６１を移動させて３次元モデルの断面をワイヤ形状に沿って連続して表示させる場合では、直交計算部２がワイヤ形状６３の全長を１０個に等分割し、各分割点のうちの所定の分割点において接線ベクトルと直交ベクトルを算出し、平面生成部１０６がその分割点において平面を生成し、表示データ制御部１１０がその平面を３次元モデルの断面として表示する。

また、スライダーバー６０のスライダー６１と目盛り６４とが重なる度に、３次元モデルの断面を表示させることができるので、スライダ−６１の移動に合わせて、３次元モデルの断面をワイヤ形状に沿って連続して表示させることができる。

また、ユーザの入力処理部１０１の操作により要素・形状作成／編集処理部１０２で任意長の線分を作成し、その線分を利用して３次元モデルの断面をワイヤ形状に沿って連続して表示させるように構成してもよい。

まず、直交計算部２は、作成された線分の全長を算出し、その全長を予め決められた分割数または線分が作成された際にユーザに指定された分割数により等分割する。
次に、直交計算部２は、線分の各分割点に対応するワイヤ形状の各点のそれぞれの座標、接線ベクトル、及び直交ベクトルを始点３次元座標から終点３次元座標に向かって所定時間毎に順次算出し、それらを順次平面生成部１０６に送る。

次に、平面生成部１０６は、順次平面を生成し、表示データ制御部１１０は、それらの平面を３次元モデルの断面として順次表示する。なお、ワイヤ形状の各点の座標は、ワイヤ形状の全長と線分の全長との比に基づいて算出されるものとする。

これにより、所定時間毎に、３次元モデルの断面をワイヤ形状に沿って連続して表示させることができるので、配管など任意方向につながる３次元モデルの断面をその任意方向に沿って移動させながらリアルタイムに表示することができる。

なお、３次元モデルの断面は、線分の各分割点に対応するワイヤ形状の各点のうち予め決められた点または線分が作成された際にユーザに指定された点において作成されてもよい。

図７は、上記本実施形態の３次元ＣＡＤシステム１のハードウエア構成の一例を示す図である。なお、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図７に示すように、３次元ＣＡＤシステム１は、ＣＰＵ７０と、主記録装置７１と、ハードディスク装置７２と、モデムやＬＡＮアダプタなどのネットワーク接続装置７３と、ＣＤ、ＤＶＤ、光ディスク、フレキシブルディスクなどの可搬記録媒体７４と、媒体読取り装置７５と、入力処理部１０１と、ディスプレイ装置１１１とを備え、これらが互いにバス７６により接続される構成となっている。

図７に示す３次元ＣＡＤシステム１のハードウエア構成では、媒体読取り装置７５により可搬記録媒体７７に記録されているプログラムやデータが読み出され、それらが主記録装置７１またはハードディスク装置７２にロードされる。そして、上述した３次元ＣＡＤシステム１の各処理は、ＣＰＵ７０がこのプログラムやデータを主記録装置７１にロードし実行することにより、断面作成表示プログラムとしてソフトウエア的に実現する。

また、３次元ＣＡＤシステム１では、可搬記録媒体７４を用いてアプリケーションソフトの交換が行われる場合がある。従って、本発明は、上記実施形態の各処理をコンピュータに行わせるためのコンピュータが読み出し可能な記録媒体として構成することもできる。

図８は、記録媒体の一例を示す図である。
図８に示すように、記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＤＶＤ、リムーバブル磁気ディスクなどの媒体駆動装置８０に脱着可能な可搬記録媒体８１、ネットワーク回線８２経由で送信される外部の情報提供業者が保有する記録デバイス８４、または情報処理装置８３内のメモリ（ＲＡＭまたは外部記録装置）８５などが含まれる。可搬記録媒体８１や記録デバイス８４に記録されているプログラムは、メモリ８５にロードされてから実行され、上述した３次元ＣＡＤシステム１の各処理を実現する。

（付記１）３次元ＣＡＤで作成された３次元モデルの断面を作成し表示する断面作成表示プログラムであって、前記３次元モデルを作成する際に前記３次元モデルの中心を通るワイヤ形状を取得するステップ、前記ワイヤ形状上の任意点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の任意点での接線ベクトルを算出するステップ、前記接線ベクトルの直交方向に平面を作成するステップ、前記平面を前記３次元モデルの断面として表示するステップ、をコンピュータに実行させることを特徴とする断面作成表示プログラム。

（付記２）付記１に記載の断面作成表示プログラムであって、前記接線ベクトルは、前記ワイヤ形状の始点から前記ワイヤ形状の終点に向かって前記任意点が前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の任意点での接線ベクトルである、ことを特徴とする断面作成表示プログラム。

（付記３）付記１に記載の断面作成表示プログラムであって、前記平面により前記３次元モデル以外の３次元モデルの断面も作成し表示するステップ、をコンピュータに実行させることを特徴とする断面作成表示プログラム。

（付記４）付記１に記載の断面作成表示プログラムであって、前記３次元モデルの断面は、前記３次元モデルを表示させるウインドウと別のウインドウに表示するステップ、をコンピュータに実行させることを特徴とする断面作成表示プログラム。

（付記５）３次元ＣＡＤで作成された３次元モデルの断面を作成し表示する断面作成表示プログラムであって、前記３次元モデルを作成する際に前記３次元モデルの中心を通るワイヤ形状を取得するステップ、前記ワイヤ形状を所定数で分割するステップ、前記ワイヤ形状上の各分割点のうち第１の分割点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の第１の分割点での第１の接線ベクトルを算出するステップ、前記第１の接線ベクトルの直交方向に第１の平面を作成するステップ、前記第１の平面を前記３次元モデルの第１の断面として表示するステップ、前記ワイヤ形状上の各分割点のうち前記第１の分割点の次の第２の分割点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の第２の分割点での第２の接線ベクトルを算出するステップ、前記第２の接線ベクトルの直交方向に第２の平面を作成するステップ、前記第１の断面を非表示にすると共に、前記第２の平面を前記３次元モデルの第２の断面として表示するステップ、をコンピュータに実行させることを特徴とする断面作成表示プログラム。

（付記６）３次元ＣＡＤで作成された３次元モデルの断面を作成し表示する断面作成表示プログラムであって、前記３次元モデルを作成する際に前記３次元モデルの中心を通るワイヤ形状を取得するステップ、任意の長さの線分を作成するステップ、前記線分を所定数で分割するステップ、前記線分上の各分割点のうち第１の分割点に対応する前記ワイヤ形状上の第１の点を算出するステップ、前記第１の点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の第１の点での第１の接線ベクトルを算出するステップ、前記第１の接線ベクトルの直交方向に第１の平面を作成するステップ、前記第１の平面を前記３次元モデルの第１の断面として表示するステップ、前記線分上の各分割点のうち前記第１の分割点の次の第２の分割点に対応する前記ワイヤ形状上の第２の点を算出するステップ、前記第２の点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の第２の点での第２の接線ベクトルを算出するステップ、前記第２の接線ベクトルの直交方向に第２の平面を作成するステップ、前記第１の断面を非表示にすると共に、前記第２の平面を前記３次元モデルの第２の断面として表示するステップ、をコンピュータに実行させることを特徴とする断面作成表示プログラム。

（付記７）付記６に記載の断面作成表示プログラムであって、前記ワイヤ形状上の第１の点及び第２の点は、前記ワイヤ形状の長さと前記線分の長さとの比に基づいて算出される、ことを特徴とする断面作成表示プログラム。

（付記８）３次元ＣＡＤで作成された３次元モデルの断面を作成し表示する断面作成表示方法であって、前記３次元モデルを作成する際に前記３次元モデルの中心を通るワイヤ形状を取得し、前記ワイヤ形状上の任意点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の任意点での接線ベクトルを算出し、前記接線ベクトルの直交ベクトルを算出し、前記任意点、前記接線ベクトル、及び前記直交ベクトルに基づいて平面を作成し、前記平面を前記３次元モデルの断面として表示する、ことを特徴とする断面作成表示方法。

（付記９）３次元ＣＡＤで作成された３次元モデルの断面を作成し表示する断面作成表示方法であって、前記３次元モデルを作成する際に前記３次元モデルの中心を通るワイヤ形状を取得し、前記ワイヤ形状を所定数で分割し、前記ワイヤ形状上の各分割点のうち第１の分割点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の第１の分割点での第１の接線ベクトルを算出し、前記第１の接線ベクトルの直交方向に第１の平面を作成し、前記第１の平面を前記３次元モデルの第１の断面として表示し、前記ワイヤ形状上の各分割点のうち前記第１の分割点の次の第２の分割点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の第２の分割点での第２の接線ベクトルを算出し、前記第２の接線ベクトルの直交方向に第２の平面を作成し、前記第１の断面を非表示にすると共に、前記第２の平面を前記３次元モデルの第２の断面として表示する、ことを特徴とする断面作成表示方法。
（付記１０）３次元モデルの断面を作成し表示する３次元ＣＡＤシステムであって、前記３次元モデルを作成する際に前記３次元モデルの中心を通るワイヤ形状を取得し、前記ワイヤ形状上の任意点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の任意点での接線ベクトルを算出し、前記接線ベクトルの直交ベクトルを算出する手段と、前記任意点、前記接線ベクトル、及び前記直交ベクトルにより平面を作成する手段と、前記平面を前記３次元モデルの断面として表示する手段と、を備えることを特徴とする３次元ＣＡＤシステム。

本発明の実施形態の３次元ＣＡＤシステムを示す図である。 配管など任意方向につながる３次元モデルの作成方法の一例を示す図である。 配管など任意方向につながる３次元モデルのデータ構造の一例を示す図である。 直交計算部の動作を示すフローチャートである。 ３次元モデルの断面をワイヤ形状に沿って連続して表示させる際の直交計算部の動作を示すフローチャートである。 「スライダーバー」の一例を示す図である。 本実施形態の３次元ＣＡＤシステムのハードウエア構成の一例を示す図である。 記録媒体の一例を示す図である。 「リアルタイム断面表示」の一例を示す図である。 既存の３次元ＣＡＤシステムの一例を示す図である。 断面が２面表示されたときの３次元モデルの一例を示す図である。 ３次元ＣＡＤシステムで作成された設計物の一例を示す図である。 配管の一例を示す図である。

符号の説明

１ ３次元ＣＡＤシステム
２ 直交計算部
１００ ３次元ＣＡＤシステム
１０１ 入力処理部
１０２ 要素・形状作成／編集処理部
１０３ 内部処理全体処理部
１０４ モデルＤＢ
１０５ モデラカーネル
１０６ 平面生成部
１０７ 表示データ管理部
１０８ 表示データ格納部
１０９ 表示ライブラリ
１１０ 表示データ制御部
１１１ ディスプレイ装置

Claims (5)

1. ３次元ＣＡＤで作成された３次元モデルの断面を作成し表示する断面作成表示プログラムであって、
   前記３次元モデルを作成する際に前記３次元モデルの中心を通るワイヤ形状を取得するステップ、
   前記ワイヤ形状上の任意点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の任意点での接線ベクトルを算出するステップ、
   前記接線ベクトルの直交方向に平面を作成するステップ、
   前記平面を前記３次元モデルの断面として表示するステップ、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする断面作成表示プログラム。
2. ３次元ＣＡＤで作成された３次元モデルの断面を作成し表示する断面作成表示プログラムであって、
   前記３次元モデルを作成する際に前記３次元モデルの中心を通るワイヤ形状を取得するステップ、
   前記ワイヤ形状を所定数で分割するステップ、
   前記ワイヤ形状上の各分割点のうち第１の分割点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の第１の分割点での第１の接線ベクトルを算出するステップ、
   前記第１の接線ベクトルの直交方向に第１の平面を作成するステップ、
   前記第１の平面を前記３次元モデルの第１の断面として表示するステップ、
   前記ワイヤ形状上の各分割点のうち前記第１の分割点の次の第２の分割点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の第２の分割点での第２の接線ベクトルを算出するステップ、
   前記第２の接線ベクトルの直交方向に第２の平面を作成するステップ、
   前記第１の断面を非表示にすると共に、前記第２の平面を前記３次元モデルの第２の断面として表示するステップ、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする断面作成表示プログラム。
3. ３次元ＣＡＤで作成された３次元モデルの断面を作成し表示する断面作成表示プログラムであって、
   前記３次元モデルを作成する際に前記３次元モデルの中心を通るワイヤ形状を取得するステップ、
   任意の長さの線分を作成するステップ、
   前記線分を所定数で分割するステップ、
   前記線分上の各分割点のうち第１の分割点に対応する前記ワイヤ形状上の第１の点を算出するステップ、
   前記第１の点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の第１の点での第１の接線ベクトルを算出するステップ、
   前記第１の接線ベクトルの直交方向に第１の平面を作成するステップ、
   前記第１の平面を前記３次元モデルの第１の断面として表示するステップ、
   前記線分上の各分割点のうち前記第１の分割点の次の第２の分割点に対応する前記ワイヤ形状上の第２の点を算出するステップ、
   前記第２の点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の第２の点での第２の接線ベクトルを算出するステップ、
   前記第２の接線ベクトルの直交方向に第２の平面を作成するステップ、
   前記第１の断面を非表示にすると共に、前記第２の平面を前記３次元モデルの第２の断面として表示するステップ、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする断面作成表示プログラム。
4. ３次元ＣＡＤで作成された３次元モデルの断面を作成し表示する断面作成表示方法であって、
   前記３次元モデルを作成する際に前記３次元モデルの中心を通るワイヤ形状を取得し、
   前記ワイヤ形状上の任意点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の任意点での接線ベクトルを算出し、
   前記接線ベクトルの直交ベクトルを算出し、
   前記任意点、前記接線ベクトル、及び前記直交ベクトルに基づいて平面を作成し、
   前記平面を前記３次元モデルの断面として表示する、
   ことを特徴とする断面作成表示方法。
5. ３次元ＣＡＤで作成された３次元モデルの断面を作成し表示する断面作成表示方法であって、
   前記３次元モデルを作成する際に前記３次元モデルの中心を通るワイヤ形状を取得し、
   前記ワイヤ形状を所定数で分割し、
   前記ワイヤ形状上の各分割点のうち第１の分割点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の第１の分割点での第１の接線ベクトルを算出し、
   前記第１の接線ベクトルの直交方向に第１の平面を作成し、
   前記第１の平面を前記３次元モデルの第１の断面として表示し、
   前記ワイヤ形状上の各分割点のうち前記第１の分割点の次の第２の分割点から前記ワイヤ形状に沿って進むときの前記ワイヤ形状の第２の分割点での第２の接線ベクトルを算出し、
   前記第２の接線ベクトルの直交方向に第２の平面を作成し、
   前記第１の断面を非表示にすると共に、前記第２の平面を前記３次元モデルの第２の断面として表示する、
   ことを特徴とする断面作成表示方法。