JP2770315B2 - Object surface shape data creation method - Google Patents

Object surface shape data creation method

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JP2770315B2
JP2770315B2 JP63107987A JP10798788A JP2770315B2 JP 2770315 B2 JP2770315 B2 JP 2770315B2 JP 63107987 A JP63107987 A JP 63107987A JP 10798788 A JP10798788 A JP 10798788A JP 2770315 B2 JP2770315 B2 JP 2770315B2
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Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in the following order.

A 産業上の利用分野 B 発明の概要 C 従来の技術 D 発明が解決しようとする問題点 E 問題点を解決するための手段(第2図及び第3図) F 作用(第2図及び第3図) G 実施例 (G1)自由曲線の原理(第2図) (G2)自由曲線作成の実施例(第1図〜第7図) (G3)他の実施例 H 発明の効果 A 産業上の利用分野 本発明は物体の表面形状データ作成方法に関し、例え
ばCAD(computer aided design)、又はCAM(computer
aided manufacturing)において、生成された自由曲線
によつて表された物体の表面形状を変形する場合に適用
して好適なものである。
A Industrial Field of Use B Summary of the Invention C Prior Art D Problems to be Solved by the Invention E Means for Solving Problems (FIGS. 2 and 3) F Function (FIGS. 2 and 3) Fig. G Example (G1) Principle of Free Curve (Fig. 2) (G2) Example of Free Curve Creation (Figs. 1 to 7) (G3) Other Examples H Effect of the Invention A Industrial BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for creating surface shape data of an object, for example, CAD (computer aided design) or CAM (computer).
In the aided manufacturing, the present invention is suitably applied to a case where the surface shape of an object represented by a generated free curve is deformed.

B 発明の概要 本発明は、互いに接線連続の条件の下で接続された複
数の曲線セグメントでなる物体の細部表面形状を変形す
るにつき、その2つの曲線セグメントが共有する節点及
びその節点に隣接する制御点を、同一方向に同一移動量
だけ移動させて接線連続の条件を維持した状態で新たな
2つの曲線セグメントを形成する。
B. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for deforming a detailed surface shape of an object consisting of a plurality of curved segments connected to each other under a tangential continuity condition. The control points are moved in the same direction by the same amount of movement, and two new curve segments are formed while maintaining the tangent continuity condition.

C 従来の技術 例えばCADの手法を用いて自由曲面をもつた物体の形
状をデザインする場合(geometric modeling)、一般に
デザイナは、曲面が通るべき3次元空間における複数の
点(これを節点と呼ぶ)を指定し、当該指定された複数
の節点を結ぶ境界曲線網を所定のベクトル関数を用いて
コンピユータによつて演算させることにより、いわゆる
ワイヤフレームで表現された曲面を作成する。かくして
境界曲線によつて囲まれた多数の枠組み空間を形成する
ことができる(このような処理を以下枠組み処理と呼
ぶ)。
C Prior Art For example, when designing the shape of an object having a free-form surface using a CAD method (geometric modeling), a designer generally uses a plurality of points in a three-dimensional space through which the surface passes (referred to as nodes). Is designated, and a computer calculates a boundary curve network connecting the plurality of designated nodes by using a predetermined vector function, thereby creating a curved surface represented by a so-called wire frame. Thus, a large number of framework spaces surrounded by boundary curves can be formed (such processing is hereinafter referred to as framework processing).

かかる枠組み処理によつて形成された境界曲線網は、
それ自体デザイナがデザインしようとする物体の表面の
大まかな形状を表しており、各枠組み空間を囲む境界曲
線を用いて所定のベクトル関数によつて表現できる曲面
を物体の細部の表面形状として補間演算することができ
れば、全体としてデザイナが物体の表面形状としてデザ
インした自由曲面(2次関数で規定できないものをい
う)を生成することができる。ここで各枠組み空間に張
られた曲面は全体の曲面を構成する基本要素として物体
の細部表面形状を形成し、これをパツチと呼ぶ。
The boundary curve network formed by such framework processing is
It itself represents the rough shape of the surface of the object that the designer intends to design, and a curved surface that can be expressed by a predetermined vector function using the boundary curve surrounding each framework space as an interpolation calculation as the surface shape of the details of the object If it can be done, it is possible to generate a free-form surface (which cannot be defined by a quadratic function) designed by the designer as the surface shape of the object as a whole. Here, the curved surface formed in each frame space forms a detailed surface shape of the object as a basic element constituting the entire curved surface, and this is called a patch.

従来この種のCADシステムにおいては、境界曲線網を
表現するベクトル関数として、計算が容易な例えばベジ
エ(Bezier)式、B−スプライン(B−Spline)式でな
る3次のテンソル積が用いられており、例えば形状的に
特殊な特徴がないような自由曲面を数式表現するには最
適であると考えられている。
Conventionally, in a CAD system of this kind, a cubic tensor product of, for example, a Bezier equation or a B-Spline equation, which is easy to calculate, is used as a vector function expressing a boundary curve network. For example, it is considered to be optimal for mathematical expression of a free-form surface having no special feature in shape.

すなわち形状的に特殊な特徴がないような物体の表面
形状を表す自由曲面は、空間に与えられた点をxy平面上
に投影したとき、当該投影された点が規則的にマトリク
ス状に並んでいることが多く、この投影点の数がm×n
で表されるとき、当該枠組み空間を3次のベジエ式で表
される四辺形パツチを用いて容易に張れることが知られ
ている。
In other words, a free-form surface representing the surface shape of an object that does not have special features in terms of shape is such that when points given in space are projected on the xy plane, the projected points are regularly arranged in a matrix. And the number of projection points is m × n
It is known that when represented by, the framework space can be easily stretched using a quadrilateral patch represented by a cubic Bezier equation.

しかしこの従来の数式表現は、形状的に特徴がある曲
面(例えば大きく歪んだ形状をもつ曲面)に適用する場
合には、物体の表面形状として用いることができるよう
な曲面を得るためには、パツチ相互間の接続方法に困難
があり、高度な数学的演算処理を実行する必要があるた
め、コンピユータによる演算処理が複雑かつ膨大になる
と共に、演算時間が長大になる問題があつた。
However, when this conventional mathematical expression is applied to a curved surface having a shape characteristic (for example, a curved surface having a greatly distorted shape), in order to obtain a curved surface that can be used as a surface shape of an object, Since there is a difficulty in the connection method between the patches and it is necessary to execute a high-level mathematical operation process, there has been a problem that the operation process by the computer becomes complicated and enormous, and the operation time becomes long.

この問題を解決する方法として、隣合う枠組み空間の
共有境界について、接平面連続の条件を満足するような
内部の制御点を求め、当該内部の制御点によつて決まる
自由曲面を表すベクトル関数によつて、自由曲面でなる
パツチを張る方法が提案されている(特願昭60−277448
号、特願昭60−290849号、特願昭60−298638号、特願昭
61−15396号、特願昭61−33412号、特願昭61−59790
号、特願昭61−64560号、特願昭61−96368号、特願昭61
−69385号)。
As a method for solving this problem, an internal control point that satisfies the condition of continuation of a tangent plane is obtained for a shared boundary of adjacent framework spaces, and a vector function representing a free-form surface determined by the internal control point is obtained. Therefore, a method of stretching a patch with a free-form surface has been proposed (Japanese Patent Application No. 60-277448).
No., Japanese Patent Application No. 60-290849, Japanese Patent Application No. 60-298638, Japanese Patent Application No.
No. 61-15396, Japanese Patent Application No. 61-33412, Japanese Patent Application No. 61-59790
No., Japanese Patent Application No. 61-64560, Japanese Patent Application No. 61-96368, Japanese Patent Application No. 61
-69385).

D 発明が解決しようとする問題点 ところで、実際上デザイナのデザイン作業は、局所的
な修正を繰り返すことによつてデザイナのイメージして
いる形状に一歩一歩近づけて行くような作業をするのが
普通であり、上述のようにして生成された自由曲面にお
いても、デザイナがイメージする形状に近づくように繰
り返し修正される。
D Problems to be Solved by the Invention By the way, in practice, the design work of a designer is usually performed by repeating a local correction so as to approach the shape imagined by the designer step by step. Thus, the free-form surface generated as described above is repeatedly corrected so as to approach the shape imaged by the designer.

すなわちこのような自由曲面の修正方法として、デザ
イナは表面画面上で自由曲面を所望の断面で切断し、こ
れにより得られる自由曲面の断面形状を目視確認して、
その断面形状を表し3次のベジエ式で表されるベジエ曲
線でなる曲線セグメントが複数接続された自由曲線につ
いて局所的に細部の修正を行つた後、その断面形状に基
づいて再度自由曲面を生成するような手法が用いられて
いる(特願昭62−276925号、特願昭62−278694号)。
That is, as a method of correcting such a free-form surface, the designer cuts the free-form surface at a desired cross section on the surface screen, and visually confirms the cross-sectional shape of the free-form surface obtained thereby.
After locally modifying details of a free curve in which a plurality of curve segments each composed of a Bezier curve represented by a cubic Bezier equation representing the cross-sectional shape are connected, a free-form surface is generated again based on the cross-sectional shape. (Japanese Patent Application Nos. 62-276925 and 62-278694).

ところがデザイナがこのような手法を用いて自由曲面
の修正を行う際には、断面形状でなる自由曲線の任意の
部分を、元の曲線形状から極端に変形することなく微少
量だけ全体的に膨らませたり凹ませたりして、自由曲線
の形状を修正や確認したい場合がある。
However, when a designer modifies a free-form surface using such a technique, it swells any part of the free-form curve, which is a cross-sectional shape, by a very small amount without excessively deforming it from the original curve shape. There are times when you want to correct or check the shape of the free curve by making it concave or concave.

このような場合、従来はその自由曲線の各々の曲線セ
グメントについて、節点及び内部の制御点等を任意の方
向に移動して各曲線セグメント毎に曲線形状を変形した
後、再度隣接する曲線セグメントと接線連続の条件を満
するように内部の制御点を設定し直すことにより、互い
に隣接する曲線セグメントを滑らかに接続して新たな曲
線を形成しなければならないため、デザイナにとつて極
めて煩雑なデザイン作業が必要となるという問題があつ
た。
In such a case, conventionally, for each curve segment of the free curve, the nodes and internal control points are moved in an arbitrary direction to deform the curve shape for each curve segment, and then the adjacent curve segment is re-formed. By re-setting the internal control points so as to satisfy the tangent continuity condition, curve segments adjacent to each other must be smoothly connected to form a new curve, which is a very complicated design for the designer There was a problem that work was required.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、デザイ
ナの簡易な操作で元の自由曲線の雰囲気を維持しなが
ら、その自由曲線を滑らかに変形させ得る自由曲線作成
方法を提案しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and proposes a free curve creation method capable of smoothly deforming the free curve while maintaining the atmosphere of the original free curve with a simple operation of the designer. Things.

E 問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、コン
ピユータを用いて、物体の大まかな形状を表す多数の節
のうち、隣合う節点間において、当該節点間の位置を所
定間隔で順次指定されるパラメータu,vによつて順次指
定してベクトル関数を演算することにより、節点間の上
記位置における位置ベクトルデータを求め、これにより
物体の細部表面形状を表す複数の曲線セグメント
KSG1N、KSG2N(KSG2N、KSG3N)についての表面形状デー
タを作成する物体の表面形状データ作成方法において、
互いに隣合う2つの曲線セグメント間の節点における接
線ベクトルが互いに等しく、かつ該接線ベクトルが同一
線上にあるように各曲線セグメント内の制御点 の位置ベクトルデータを設定することにより、互いに接
線連続の条件の下に接続された複数の曲線セグメントを
表す物体の表面形状データについて、当該物体の表面形
状データを変更する際に、複数の曲線セグメント
KSG1N、KSG2N(KSG2N、KSG3N)のうちの1つを選択する
第1のステツプ(SP1)と、選択された曲線セグメントK
SG1の1つの節点 を選択する第2のステツプSP2と、選択された節点を所
定の方向に、所定量だけ移動させて新たな節点の位置ベ
クトルデータ を得るように、選択された節点を表す位置ベクトルデー
に対して所定の方向に所定の移動量を与える方向ベクト
ルデータ を演算すると共に、当該選択された節点 の位置ベクトルデータを、所定の方向及び所定の移動量
と同一方向及び同一移動量 だけ移動させて新たな制御点の位置ベクトルデータを得
る第3のステツプSP4と、当該新たな節点及び制御点の
位置ベクトルデータに基づいて選択された曲線セグメン
トの表面形状データから新たな曲線セグメントKSGIN
ついての新たな細部表面形状を表す表面形状データを得
る第4のステツプSP6とを有し、複数の曲線セグメント
のうち選択された曲線セグメントKSG1以外KSG2、KSG3
ついても同様の処理を実行することにより、接線連続の
条件をほぼ維持した状態で新たな細部表面形状を表す表
面形状データを生成する。
E Means for Solving the Problems In order to solve such problems, the present invention uses a computer to generate a large number of nodes representing the rough shape of an object. Of the adjacent nodes, the vector function is calculated by sequentially specifying the positions between the nodes by the parameters u and v sequentially specified at predetermined intervals, thereby obtaining the position vector data at the positions between the nodes. To obtain a plurality of curve segments representing the detailed surface shape of the object.
In the method of creating surface shape data of an object for creating surface shape data for K SG1N and K SG2N (K SG2N and K SG3N ),
Control points in each curve segment such that the tangent vectors at the nodes between two adjacent curve segments are equal and the tangent vectors are collinear. By setting the position vector data of the surface shape data of an object representing a plurality of curve segments connected under the condition of tangent continuity with each other, when changing the surface shape data of the object, a plurality of curve segments
A first step (SP1) for selecting one of K SG1N , K SG2N (K SG2N , K SG3N ) and a selected curve segment K
One node of SG1 And a second step SP2 of selecting the selected node, and moving the selected node in a predetermined direction by a predetermined amount to obtain position vector data of a new node. To obtain the position vector data representing the selected node Vector data that gives a predetermined amount of movement in a predetermined direction with respect to And the selected node In the same direction and the same amount of movement as the predetermined direction and the predetermined amount of movement. A new curve segment K from the surface shape data of the curve segment selected based on the new node and control point position vector data, and a third step SP4 of obtaining the new control point position vector data by moving A fourth step SP6 for obtaining surface shape data representing a new detailed surface shape of SGIN , and performing the same processing for K SG2 and K SG3 other than the selected curve segment K SG1 among the plurality of curve segments. By executing the process, surface shape data representing a new detailed surface shape is generated while substantially maintaining the condition of tangent continuation.

作用 互いに接線連続の条件の下で接続された複数の曲線セ
グメントでなる物体の細部表面形状を変形するにつき、
その2つの曲線セグメントが共有する節点及びその節点
に隣接する制御点を、同一方向に同一移動量だけ移動さ
せて接線連続の条件を維持した状態で新たな2つの曲線
セグメントを形成するようにしたことにより、元の物体
の細部表面形状の雰囲気を維持しながら、当該細部表面
形状の部分を滑らかに変形させた物体の表面形状データ
を簡易に作成することができる。
In order to deform the detailed surface shape of an object consisting of multiple curved segments connected under the condition of tangential continuity with each other,
A node shared by the two curve segments and a control point adjacent to the node are moved by the same amount of movement in the same direction to form two new curve segments while maintaining the condition of tangent continuity. This makes it possible to easily create surface shape data of an object obtained by smoothly deforming the portion of the detailed surface shape while maintaining the atmosphere of the detailed surface shape of the original object.

G 実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。G Example Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(G1)自由曲線作成の原理 この実施例において自由曲線は、第2図に示すよう
に、任意の間隔で設定された節点 で区切られる複数の曲線セグメントKSG(KSG1、KSG2、K
SG3)が接続されてなる。この曲線セグメントKSGは、3
次のベジエ(bezier)式を用いて次式、 で表されるパラメトリツクな空間曲線 で表現される。
(G1) Principle of Free Curve Creation In this embodiment, the free curve is composed of nodes set at arbitrary intervals as shown in FIG. K SG (K SG1 , K SG2 , K
SG3 ) is connected. This curve segment K SG is 3
Using the following Bezier equation, Parametric space curve represented by Is represented by

ここでtは、一方の節点 から曲線セグメントKSGに沿う方向に他方の節点 に至るまでの間に、次式 0≦t≦1 ……(2) で表されるように値0から値1まで変化するパラメータ
である。
Where t is one of the nodes From the other node in the direction along the curve segment K SG Is a parameter that changes from value 0 to value 1 as represented by the following equation: 0 ≦ t ≦ 1 (2)

このようにして3次のベジエ式で表される曲線セグメ
ントKSGは、シフト演算子Eによつて節点 を指定することによつて曲線セグメントKSG上の各点が
次式 の展開式によつてxyz空間の原点Oからの位置ベクトル として表される。
Thus, the curve segment K SG represented by the cubic Bezier equation is converted to a node by the shift operator E. By specifying, each point on the curve segment K SG is Position vector from the origin O of xyz space by the expansion formula of It is expressed as

ここでシフト演算子Eは、曲線セグメントKSG上の制
御点 に対して次式 の関係をもつ。従つて(1)式を展開して(4)式の関
係を代入すれば、次式 のように演算することができ、その結果(3)式が得ら
れる。
Where the shift operator E is the control point on the curve segment K SG For With the relationship Therefore, by expanding the equation (1) and substituting the relation of the equation (4), the following equation is obtained. , And as a result, the equation (3) is obtained.

かくして自由曲線上の各曲線セグメントKSG1、KSG2
KSG3は、(3)式に基づいてそれぞれ2つの節点及び制
御点 によつて表すことができ、各曲線セグメントKSG1
KSG2、KSG3を用いて自由曲線を表現することにより、そ
れぞれ各曲線セグメントKSG1、KSG2、KSG3を表現する節
点及び制御点 を用いて自由曲線を表現することができる。
Thus, each curve segment K SG1 , K SG2 ,
K SG3 has two nodes and control points based on equation (3). And each curve segment K SG1 ,
K SG2, K by representing a free curve using SG3, nodes and control points respectively representing each curve segment K SG1, K SG2, K SG3 Can be used to represent a free curve.

(G2)自由曲線作成の実施例 この実施例は、第2図に示すように、互いに接線連続
の条件の下で接続された3つの曲線セグメントKSG1、K
SG2、KSG3を含む自由曲線の任意の部分を、元の形状の
雰囲気を維持しながら、滑らかに上方向に膨らました自
由曲線を作成しようとするものである。
(G2) Embodiment of Free Curve Creation This embodiment is, as shown in FIG. 2, composed of three curve segments K SG1 and K SG1 connected under tangential continuity conditions.
It is intended to create a free curve that swells upward smoothly on any part of the free curve including SG2 and KSG3 while maintaining the atmosphere of the original shape.

自由曲線作成装置の中央処理装置(CPU)はデザイナ
の指示に従つて、第1図に示す曲線変形処理プログラム
SP0を実行することにより、第3図に示す手法によつ
て、3つの曲線セグメントKSG1、KSG2、KSG3のうち第1
の曲線セグメントKSG1の形状を変更し、さらに第4図〜
第7図に示すように、第2及び第3の曲線セグメントK
SG2及びKSG3について、順次曲線変形処理プログラムSP0
を実行することにより、全体として3つの曲線セグメン
トKSG1、KSG2、KSG3を含む曲線形状を、接線連続の条件
の下で元の形状の雰囲気を維持しながら、滑らかに上方
向に膨らました自由曲線を作成し得るようになされてい
る。
The central processing unit (CPU) of the free-curve creation device, in accordance with the instructions of the designer, executes the curve deformation processing program shown in FIG.
By executing the SP0, Yotsute the method shown in Figure 3, first of the three curve segment K SG1, K SG2, K SG3 1
The shape of the curve segment KSG1 was changed, and
As shown in FIG. 7, the second and third curve segments K
Curve deformation processing program SP0 for SG2 and K SG3
, The curve shape including the three curve segments K SG1 , K SG2 , and K SG3 as a whole swells smoothly upward while maintaining the atmosphere of the original shape under the condition of tangent continuation. It is designed so that a free curve can be created.

すなわちCPUは、曲線変形処理プログラムSP0に入つて
ステツプSP1において、デザイナからの変形処理を実行
する曲線セグメントKSGの指定を待つ。
That the CPU, the input connexion step SP1 to curve deformation processing program SP0, and waits a specified curve segment K SG to perform transformation process from the designer.

ここでデザイナが例えばマウス等を用いて、第2図に
示すように自由曲線の3つの曲線セグメントKSG1
KSG2、KSG3のうち、第1の曲線セグメントKSG1上にカー
ソルを移動させてマウスをクルツクすると、CPUは次の
ステツプSP2において、デザイナから指定された第1の
曲線セグメントKSG1について、変形処理の基準となる節
の選択を待つ。
Here, the designer uses, for example, a mouse or the like, and as shown in FIG. 2, three curve segments K SG1 ,
Among K SG2, K SG3, when moving the cursor on the first curve segment K SG1 to be Kurutsuku mouse, CPU in the next step SP2, the first curve segment K SG1 specified by the designer, deformation Nodes that serve as processing criteria Wait for your choice.

この状態で、デザイナがマウスを用いて第1の曲線セ
グメントKSG1上の一方の節点 にカーソルを移動させてマウスをクリツクすると、CPU
は次のステツプSP3において、節点 に移動方向及び移動距離として、移動ベクトルの入力値
を用いるのか又は表示画面上で指定するのかについてデ
ザイナの指定を待つ。
In this state, the designer uses the mouse to move one node on the first curve segment KSG1. If you move the cursor to and click the mouse, the CPU
Is the node in the next step SP3 Wait for the designer to specify whether to use the input value of the movement vector or to specify it on the display screen as the movement direction and movement distance.

ここで否定結果を得ると(すなわちこのことはデザイ
ナが移動方向及び移動距離を表示画面上で設定すること
を表す)、CPUは次のステツプSP4に移つてデザイナから
の移動方向及び移動距離の指定を待つ。
If a negative result is obtained (that is, this means that the designer sets the moving direction and the moving distance on the display screen), the CPU proceeds to the next step SP4 and specifies the moving direction and the moving distance from the designer. Wait for.

この状態でデザイナが表示画面を目視確認しながら、
マウスを用いて節点 を移動させたい位置でカーソルを停止させて、マウスを
クリツクすると、CPUは表示画面上に指定結果でなる移
動ベクトル を表示し、次のステツプSP6に移る。
In this state, the designer visually checks the display screen,
Node using mouse When you stop the cursor at the position where you want to move the mouse and click the mouse, the CPU displays the movement vector that is the specified result on the display screen. Is displayed, and proceed to the next step SP6.

またCPUは、上述のステツプSP3において肯定結果を得
ると(すなわちこのことは、デザイナが移動方向及び移
動距離を例えばキーボード等からベクトル情報として入
力することを表す)、ステツプSP5に移つてデザイナか
らの移動方向及び移動距離の指定を待つ。
If the CPU obtains an affirmative result in step SP3 described above (that is, this means that the designer inputs the moving direction and the moving distance as vector information from, for example, a keyboard or the like), the CPU proceeds to step SP5 and outputs from the designer. Wait for the specification of the moving direction and moving distance.

この状態でデザイナが節点 を移動させたい位置をキーボード等からベクトル情報と
して入力すると、CPUは表示画面上に指定結果でなる移
動ベクトル を表示し、次のステツプSP6に移る。
In this state the designer is a node When the position where you want to move is input as vector information from a keyboard or the like, the CPU displays the movement vector that is the specified result on the display screen. Is displayed, and proceed to the next step SP6.

このステツプSP6において、CPUは第3図に示すよう
に、上述のステツプSP2で選択された節点 に隣接する制御点 を、デザイナの指示による移動方向にその移動距離 だけ移動させてなる新たな節点 を演算により求め、さらに続いて(1)式〜(6)式に
ついて上述した手法を用いて、節点 制御点 上に新たな第1の曲線セグメントKSG1Nを演算により求
める。
In this step SP6, the CPU returns to the node selected in step SP2 as shown in FIG. Control point adjacent to In the direction of movement specified by the designer New node that is moved only Is calculated, and subsequently, the nodes are calculated using the method described above with respect to the expressions (1) to (6). Control point A new first curve segment K SG1N is obtained by calculation.

続いてCPUは、次のステツプSP7において演算により求
まつた新たな第1の曲線セグメントKSG1Nを第4図に示
すように表示画面上に表示し、続くステツプSP8におい
て、曲線変形処理の終了か否かを判断し、ここで肯定結
果を得ると(このことは、デザイナがこの曲線変形処理
の終了を指示したことを示す)、CPUは次のステツプSP9
に移つて当該曲線変形処理プログラムSP0を終了する。
Subsequently CPU displays a new first curve segment K SG1N with One Motomema by calculation in the next step SP7 on the display screen as shown in FIG. 4, at next step SP8, whether the end of the curve deformation processing If a positive result is obtained here (indicating that the designer has instructed the end of the curve deformation processing), the CPU proceeds to the next step SP9.
And ends the curve deformation processing program SP0.

またこのステツプSP9において否定結果を得ると(こ
のことは、デザイナがこの曲線変形処理の継続を指示し
たことを示す)、CPUは上述のステツプSP1に戻つて、ス
テツプSP2−SP3−SP4−SP5−SP6−SP7の処理を実行す
る。
If a negative result is obtained in step SP9 (this indicates that the designer has instructed to continue the curve deformation process), the CPU returns to step SP1 described above, and returns to steps SP2-SP3-SP4-SP5-SP5-. Execute the processing of SP6-SP7.

このようにして、CPUはデザイナからの指示に従つ
て、曲線変形処理プログラムSP0の処理ループを1回実
行することにより、元の第1の曲線セグメントKSG1の形
状の持つ雰囲気を維持しながら、これを滑らかに上方向
に膨らましてなる新たな第1の曲線セグメントKSG1N
作成することができる。
In this way, the CPU executes the processing loop of the curve deformation processing program SP0 once according to the instruction from the designer, thereby maintaining the atmosphere of the shape of the original first curve segment KSG1 , A new first curved segment KSG1N can be created by expanding this smoothly upward.

またこの実施例の場合デザイナは、第4図に示すよう
に、新たな第1の曲線セグメントKSG1Nが表示画面上に
表示された状態で、元の第1の曲線セグメントKSG1に隣
接する第2の曲線セグメントKSG2を選択して、元の第1
の曲線セグメントKSG1の節点 を指定し、移動距離として上述の節点 の移動方向及び移動距離 に等しい値を使用するようにすれば、第5図に示すよう
に、新たな第1の曲線セグメントKSG1Nと同様に元の第
2の曲線セグメントKSG2の形状の持つ雰囲気を維持しな
がら、これを滑らかに上方向に膨らましてなる新たな第
2の曲線セグメントKSG2Nを作成することができる。
In the case designer of this embodiment, as shown in Figure 4, in a state where the first curve segment K SG1N new is displayed on the display screen, the adjacent first curve segment K SG1 original Select the second curve segment K SG2 and select the original first
Node of curve segment K SG1 of And specify the above-mentioned node Moving direction and moving distance If a value equal to is used, as shown in FIG. 5, while maintaining the atmosphere of the shape of the original second curve segment K SG2 like the new first curve segment K SG1N , A new second curved segment KSG2N can be created by expanding this smoothly upward.

さらに、第2及び第3の曲線セグメントKSG2及びKSG3
についても、上述と同様にすれば、第6図及び第7図に
示すように第2及び第3の曲線セグメントKSG2及びKSG3
の形状の持つ雰囲気を維持しながら、これを滑らかに上
方向に膨らましてなる新たな第2及び第3の曲線セグメ
ントKSG2N及びKSG3Nを作成することができる。
Furthermore, the second and third curve segments K SG2 and K SG3
Similarly, as described above, as shown in FIGS. 6 and 7, the second and third curve segments KSG2 and KSG3
The second and third curve segments KSG2N and KSG3N can be created by smoothly expanding the shape upward while maintaining the atmosphere of the shape of.

なお、この場合互いに接線連続の条件の下で接続され
た2つの曲線セグメントKSG1及びKSG2(KSG2及びKSG3
が互いに共有する節点 について、同一方向及び同一移動量 だけ移動させるようになされており、これにより接線連
続の条件を維持した状態で新たな2つの曲線セグメント
KSG1N及びKSG2N(KSG2N及びKSG3N)を形成し得、かくし
て、全体として複数の曲線セグメントKSG1、KSG2、KSG3
を含む曲線形状の任意の部分を、元の形状の雰囲気を維
持しながら、滑らかに上方向に膨らました自由曲線を作
成することができる。
In this case, two curved segments K SG1 and K SG2 (K SG2 and K SG3 ) connected to each other under the condition of tangential continuity
Nodes shared by each other About the same direction and the same amount of movement , So that two new curve segments are maintained while maintaining the condition of tangent continuity.
K SG1N and K SG2N (K SG2N and K SG3N ) can thus be formed, and thus a plurality of curve segments K SG1 , K SG2 , K SG3 as a whole
It is possible to create a free curve that swells smoothly upward in any part of the curved shape including, while maintaining the atmosphere of the original shape.

以上の方法によれば、互いに接線連続の条件の下で接
続された2つの曲線セグメントが共有する節点及びその
節点に隣接する制御点を同一方向に同一移動量だけ移動
させて、接線連続の条件を維持した状態で新たな2つの
曲線セグメントを形成するようにしたことにより、元の
曲線形状の雰囲気を維持しながら、その自由曲線を滑ら
かに上方向に膨らました自由曲線を作成することができ
る。
According to the above method, the node shared by the two curve segments connected under the condition of the tangent continuity and the control point adjacent to the node are moved by the same amount of movement in the same direction, and the condition of the tangent continuity is obtained. By forming two new curve segments while maintaining the condition, it is possible to create a free curve in which the free curve smoothly expands upward while maintaining the atmosphere of the original curve shape. .

またこの新たな自由曲線を、符号を反転した同一移動
量だけ移動させれば、容易に元の自由曲線の形状に戻す
ことができ、さらに負方向の移動量分だけ移動させれ
ば、元の曲線形状の雰囲気を維持しながら、その自由曲
線を滑らかに凹ませた新たな自由曲線を作成することが
できる。
Also, if this new free curve is moved by the same amount of movement with its sign inverted, it can be easily returned to the original shape of the free curve, and if it is moved by the amount of movement in the negative direction, A new free curve in which the free curve is smoothly recessed can be created while maintaining the atmosphere of the curved shape.

かくして上述の自由曲線作成方法を繰り返すことによ
り、1つ1つの曲線セグメントについて、その細かな形
状を煩雑な操作で変更することなく、全体としての曲線
形状を微小量だけ任意に変更し得、かくするにつき、モ
デル作成、自由曲線設計等においてデザイナの使い勝手
を格段的に向上し得る。
Thus, by repeating the above-described free curve creation method, the curve shape as a whole can be arbitrarily changed by a minute amount without changing the detailed shape of each curve segment by a complicated operation. In doing so, the usability of the designer in model creation, free curve design, and the like can be significantly improved.

(G3)他の実施例 (1)上述の実施例においては、任意の平面上に3次の
ベジエ式で表される曲線セグメントを張る場合について
述べたが、数式の次数はこれに限らず、4次以上にして
も良い。
(G3) Other Embodiments (1) In the above-described embodiment, a case has been described in which a curve segment represented by a cubic Bezier equation is set on an arbitrary plane, but the order of the mathematical equation is not limited to this. The fourth or higher order may be used.

(2)上述の実施例においては、ベジエ式で表される曲
線セグメントを張るようにした場合について述べたがこ
れに限らず、スプライン式、クーンズ(Coons)式、フ
オーガソン(Furgason)式等、他のベクトル関数を用い
るようにしても良い。
(2) In the above-described embodiment, the case where the curve segment represented by the Bezier equation is extended has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a spline equation, a Coons equation, a Forgason equation, etc. May be used.

H 発明の効果 上述のように本発明によれば、互いに接線連続の条件
の下で接続された複数の曲線セグメントでなる物体の細
部表面形状を変形するにつき、その2つの曲線セグメン
トが共有する節点及びその節点に隣接する制御点を、同
一方向に同一移動量だけ移動させて接線連続の条件を維
持した状態で新たな2つの曲線セグメントを形成するよ
うにしたことにより、元の物体の細部表面形状の雰囲気
を維持しながら、当該細部表面形状の部分を滑らかに変
形させた物体の表面形状データを簡易に作成することが
できる。
H Advantageous Effects of the Invention As described above, according to the present invention, when deforming the detailed surface shape of an object consisting of a plurality of curve segments connected under a tangential continuity condition, the nodes shared by the two curve segments And by moving the control points adjacent to the node by the same amount of movement in the same direction to form two new curved segments while maintaining the condition of tangent continuity, the detailed surface of the original object can be formed. Surface shape data of an object in which the detailed surface shape portion is smoothly deformed can be easily created while maintaining the shape atmosphere.

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

第1図は本発明の一実施例を示すフローチャート、第2
図は曲線セグメントの説明に供する略線図、第3図は第
1の曲線セグメントの変形の説明に供する略線図、第4
図〜第7図は第1〜第3の曲線セグメントでなる自由曲
線の変形処理の説明に供する略線図である。 KSG1、KSG2、KSG3……元の曲線セグメント、KSG1N、K
SG2N、KSG3N……新たな曲線セグメント、
FIG. 1 is a flowchart showing one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a curved segment, FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a deformation of a first curved segment, FIG.
FIG. 7 to FIG. 7 are schematic diagrams used to describe a process of deforming a free curve composed of first to third curve segments. K SG1 , K SG2 , K SG3 …… original curve segment, K SG1N , K
SG2N , K SG3N …… new curve segment,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 17/00 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G06T 17/00 JICST file (JOIS)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】コンピユータを用いて、物体の大まかな形
状を表す多数の節点のうち、隣合う上記節点間におい
て、当該節点間の位置を所定間隔で順次指定されるパラ
メータによつて順次指定してベクトル関数を演算するこ
とにより、上記節点間の上記位置における位置ベクトル
データを求め、これにより上記物体の細部表面形状を表
す複数の曲線セグメントについての表面形状データを作
成する物体の表面形状データ作成方法において、 互いに隣合う2つの曲線セグメント間の節点における接
線ベクトルが互いに等しく、かつ該接線ベクトルが同一
線上にあるように各曲線セグメント内の制御点の位置ベ
クトルデータを設定することにより、互いに接線連続の
条件の下に接続された複数の曲線セグメントを表す物体
の表面形状データについて、当該物体の表面形状データ
を変更する際に、 上記複数の曲線セグメントのうちの1つを選択する第1
のステツプと、 上記選択された曲線セグメントの1つの節点を選択する
第2のステツプと、 上記選択された節点を所定の方向に、所定量だけ移動さ
せて新たな節点の位置ベクトルデータを得るように、上
記選択された節点を表す位置ベクトルデータに対して上
記所定の方向に所定の移動量を与える方向ベクトルデー
タを演算すると共に、当該選択された節点の隣りの制御
点の位置ベクトルデータを、上記所定の方向及び上記所
定の移動量と同一方向及び同一移動量だけ移動させて新
たな制御点の位置ベクトルデータを得る第3のステツプ
と、 当該新たな節点及び制御点の位置ベクトルデータに基づ
いて上記選択された曲線セグメントの上記表面形状デー
タから新たな曲線セグメントについての新たな細部表面
形状を表す表面形状データを得る第4のステツプと を有し、上記複数の曲線セグメントのうち上記選択され
た曲線セグメント以外についても同様の処理を実行する
ことにより、上記接線連続の条件をほぼ維持した状態で
新たな細部表面形状を表す表面形状データを生成する ことを特徴とする物体の表面形状データ作成方法。
A computer is used to sequentially designate a position between adjacent nodes among a plurality of nodes representing a rough shape of an object at predetermined intervals by using a parameter. By calculating a vector function, the position vector data at the position between the nodes is obtained, and thereby the surface shape data of a plurality of curve segments representing the detailed surface shape of the object is generated. In the method, by setting position vector data of control points in each curve segment such that tangent vectors at nodes between two adjacent curve segments are equal to each other and the tangent vectors are collinear, Surface shape data of an object representing multiple curved segments connected under continuous conditions A first step of selecting one of the plurality of curve segments when changing the surface shape data of the object;
And a second step for selecting one node of the selected curve segment; and moving the selected node in a predetermined direction by a predetermined amount to obtain position vector data of a new node. In addition, while calculating direction vector data that gives a predetermined amount of movement in the predetermined direction with respect to the position vector data representing the selected node, the position vector data of the control point next to the selected node, A third step of obtaining the position vector data of a new control point by moving in the same direction and the same amount of movement as the predetermined direction and the predetermined movement amount, and based on the position vector data of the new node and the control point. Obtaining surface shape data representing a new detailed surface shape for a new curve segment from the surface shape data of the selected curve segment. A fourth step of executing a similar process on the plurality of curve segments other than the selected curve segment to thereby obtain a new detailed surface shape while substantially maintaining the tangent continuity condition. A method for generating surface shape data of an object, characterized by generating surface shape data representing the following.
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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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情報処理学会第27回全国大会講演論文集(▲III▼)1529−1530頁 浜川礼ほか「Bスプライン曲面の一考察」

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