JP2811430B2 - CAD system and data converter for Bezier curve in CAD system - Google Patents

CAD system and data converter for Bezier curve in CAD system

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JP2811430B2
JP2811430B2 JP7346932A JP34693295A JP2811430B2 JP 2811430 B2 JP2811430 B2 JP 2811430B2 JP 7346932 A JP7346932 A JP 7346932A JP 34693295 A JP34693295 A JP 34693295A JP 2811430 B2 JP2811430 B2 JP 2811430B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【技術分野】この発明は,CAD(Computer Aided Desi
gn) システム,およびCADシステムにおけるベジェ曲
線のデータ変換装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to CAD (Computer Aided Desi
gn) system and a data conversion device for Bezier curves in a CAD system.

【0002】[0002]

【背景技術】新しい製品をデザインするときにデザイナ
(またはイラストレイタ)とエンジニアが協働する場合
がある。デザイナが製品の新しい形状のイラストを作成
し,このイラストを基にエンジニアが技術的な観点から
詳細な設計(製品設計と呼ばれる)を行う。
BACKGROUND ART Designers (or illustrators) and engineers sometimes collaborate when designing a new product. The designer creates an illustration of the new shape of the product, and based on this illustration, the engineer performs a detailed design (called a product design) from a technical point of view.

【0003】デザイナが製品のイラストを作成するとき
には,イラストの作成に適した(イラスト用プログラム
が組込まれた)CADシステム(以下,「簡易CADシ
ステム」という。)が使用される。この簡易CADシス
テムにおいては,点,直線(線分),自由曲線(3次ベ
ジェ曲線等)等の図形要素(セグメントまたは部品と呼
ばれることがある)を用いて様々な製品のイラストを作
成することができる。簡易CADシステムでは,製品の
作成されたイラストに関するデータがEPSF(Encapsu
lated PostScript Format)のフォーマットにより記述さ
れる。
When a designer creates an illustration of a product, a CAD system (hereinafter referred to as a "simple CAD system") suitable for creating an illustration (an illustration program is incorporated) is used. In this simplified CAD system, illustrations of various products are created using graphic elements (sometimes called segments or parts) such as points, straight lines (line segments), free curves (cubic Bezier curves, etc.). Can be. In the simple CAD system, the data related to the illustrations created for the products is stored in EPSF (Encapsu
lated PostScript Format).

【0004】エンジニアが製品の設計を行うときには,
設計支援用CADシステムが用いられる。設計支援用C
ADシステムにおいても,点,直線(線分),自由曲線
(たとえば,5次ベジェ曲線等)等の図形要素を用いて
様々な製品の形状を設計することができる。設計支援用
CADシステムでは,製品の設計された形状に関するデ
ータがこのシステムに固有のフォーマットにより記述さ
れる。
When an engineer designs a product,
A CAD system for design support is used. Design support C
Also in the AD system, it is possible to design various product shapes using graphic elements such as points, straight lines (line segments), and free curves (for example, quintic Bezier curves). In a CAD system for design support, data on a designed shape of a product is described in a format unique to the system.

【0005】簡易CADシステムと設計支援用CADシ
ステムでは異なるフォーマットでデータが記述されるの
で,一方のCADシステムから他方のCADシステムへ
データ・ファイルを伝達することはできない。データ・
フォーマットの変換のためにデータ交換仕様が用意され
ている。データ交換仕様の一例としてIGES(Initial
Graphics Exchange Specification )がある。このデー
タ交換仕様によってデータ・フォーマット変換をすれ
ば,異なるシステム間でデータを授受することができる
ようになる。
Since data is described in different formats in the simple CAD system and the CAD system for design support, it is impossible to transmit a data file from one CAD system to the other CAD system. data·
Data exchange specifications are provided for format conversion. IGES (Initial
Graphics Exchange Specification). If data format conversion is performed according to this data exchange specification, data can be exchanged between different systems.

【0006】簡易CADシステムでは自由曲線は3次ベ
ジェ曲線で表わされ,設計支援用CADシステムでは高
い精度が要求されるので,自由曲線は高次(たとえば5
次)ベジェ曲線で表わされる。データ変換仕様によって
3次ベジェ曲線を表わすデータを5次ベジェ曲線を表わ
すデータに変換することはできない。このため,簡易C
ADシステムで作成された自由曲線データを含む製品に
関するイラスト・データを,そのまま設計支援用CAD
システムで利用することはできない。従来は,デザイナ
が簡易CADシステムを用いて作成したイラストによっ
て表わされる製品の形状と同じものを,エンジニアはデ
ザイナが用いた簡易CADシステムとは別の設計支援用
CADシステムを用いてはじめから作成しなおさなけれ
ばならなかった。すなわち,簡易CADシステムで作成
したイラスト・データを設計支援用CADシステムにお
いて利用することができなかった。
In a simple CAD system, a free curve is represented by a cubic Bezier curve. In a CAD system for design support, high accuracy is required.
Next) It is represented by a Bezier curve. Data representing a cubic Bezier curve cannot be converted to data representing a quintic Bezier curve according to the data conversion specifications. Therefore, the simple C
Illustration data for products including free curve data created by the AD system is directly used as CAD for design support.
It cannot be used in the system. Conventionally, the same shape as the product represented by the illustration created by the designer using the simple CAD system was created by the engineer from the beginning using a CAD system for design support that is different from the simple CAD system used by the designer. I had to fix it. That is, the illustration data created by the simple CAD system cannot be used in the CAD system for design support.

【0007】[0007]

【発明の開示】この発明は,簡易CADシステム(第1
のCADシステム)で作成されたイラストに関するデー
タを,設計支援用CADシステム(第2のCADシステ
ム)で利用できるようにするものである。とくに,簡易
CADシステムのデータを,設計支援用CADシステム
で利用するためにはベジェ曲線に関するデータの次数変
換が必要である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to a simple CAD system (first
This makes it possible to use the data relating to the illustration created by the CAD system (a CAD system) in a CAD system for design support (a second CAD system). In particular, in order to use the data of the simple CAD system in the CAD system for design support, it is necessary to convert the order of the data relating to the Bezier curve.

【0008】この発明は,CADシステムにおいてn次
ベジェ曲線をこれより高次もしくは低次,または同次の
m次ベジェ曲線に変換できるベジェ曲線のデータ変換装
置を提供することを目的としている。この発明はまた,
このようなデータ変換装置を含むCADシステムを提供
する。ここで,nおよびmは3以上の整数である。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a Bezier curve data converter capable of converting an nth-order Bezier curve into a higher-order, lower-order, or the same mth-order Bezier curve in a CAD system. The invention also provides
A CAD system including such a data conversion device is provided. Here, n and m are integers of 3 or more.

【0009】この発明によるCADシステムは,製品を
表わす画像を表示するために,その画像を表わすデータ
をビット・マップ・メモリ上に展開するために必要な基
礎データのファイルであって,製品の曲線を表わすn次
ベジェ曲線を規定する制御点データを含むCADデータ
・ファイルを記憶するCADデータ・ベースを備えてい
る。
A CAD system according to the present invention is a file of basic data required to display data representing an image on a bit map memory in order to display an image representing the product. And a CAD data base for storing a CAD data file containing control point data defining an n th order Bezier curve representing

【0010】この発明による,n次ベジェ曲線を規定す
る制御点データをm次ベジェ曲線を規定する制御点デー
タに変換するデータ変換装置は,上記CADデータ・ベ
ースに記憶されたCADデータ・ファイルからn次ベジ
ェ曲線を表わすデータを抽出するベジェ曲線抽出手段,
n次ベジェ曲線上の(m+1)個の点をそれぞれ与える
(m+1)個のパラメータを,あらかじめ定められたパ
ラメータのとりうる範囲内で等間隔に決定する第1のパ
ラメータ決定手段,上記第1のパラメータ決定手段によ
って決定された(m+1)個のパラメータと,n次ベジ
ェ曲線を規定する制御点データとを用いてn次ベジェ曲
線上の(m+1)個の点を表す座標データを決定する座
標決定手段,n次ベジェ曲線の始点および終点のそれぞ
れにおける勾配を表す2つの単位接線ベクトルを,n次
ベジェ曲線を規定する制御点データを用いて決定する接
線ベクトル決定手段,ならびに上記n次ベジェ曲線上の
(m+1)個の点をそれぞれ与える(m+1)個のパラ
メータと,上記n次ベジェ曲線上の(m+1)個の点を
表す座標データと,上記n次ベジェ曲線の始点および終
点のそれぞれにおける2つの単位接線ベクトルとに基づ
いて,n次ベジェ曲線の始点および終点における勾配を
保存し,かつn次ベジェ曲線上の点またはその近傍を通
るように,m次ベジェ曲線を規定する制御点データを決
定する制御点決定手段を備えている。
According to the present invention, there is provided a data conversion apparatus for converting control point data defining an nth-order Bezier curve into control point data defining an mth-order Bezier curve, from a CAD data file stored in the CAD data base. Bezier curve extracting means for extracting data representing an nth-order Bezier curve,
a first parameter determining means for determining (m + 1) parameters that give (m + 1) points on the nth-order Bezier curve at equal intervals within a predetermined parameter range; Coordinate determination for determining coordinate data representing (m + 1) points on an nth-order Bezier curve using (m + 1) parameters determined by the parameter determination means and control point data defining an nth-order Bezier curve. A tangent vector determining means for determining two unit tangent vectors representing a gradient at each of a starting point and an ending point of the n-dimensional Bezier curve using control point data defining the n-dimensional Bezier curve; (M + 1) parameters giving (m + 1) points of the above, and coordinate data representing (m + 1) points on the n-th order Bezier curve, respectively. Based on the two unit tangent vectors at the start point and end point of the nth-order Bezier curve, the gradient at the start point and the end point of the nth-order Bezier curve is preserved, and the gradient is passed at or near a point on the nth-order Bezier curve. And a control point determining means for determining control point data defining an m-order Bezier curve.

【0011】[0011]

【0012】この発明の一実施態様においては,3次ベ
ジェ曲線を規定する制御点データが5次ベジェ曲線を規
定する制御点データに変換される。すなわち,n=3で
あり,かつm=5である。
In one embodiment of the present invention, control point data defining a cubic Bezier curve is converted into control point data defining a quintic Bezier curve. That is, n = 3 and m = 5.

【0013】この発明は,低次から高次への変換(n<
m)に限られず,高次から低次への変換(n>m)も行
うことができる。また同一の次数(n=m)に変換する
こともでき,これは特に制御点の縮退を無くするときに
有効である。
According to the present invention, conversion from low order to high order (n <
m), conversion from higher order to lower order (n> m) can also be performed. It is also possible to convert to the same order (n = m), which is particularly effective when eliminating degeneration of control points.

【0014】この発明によるCADシステム,およびデ
ータ変換装置は次のようなデザイン・システムにおいて
特に有用である。
The CAD system and data converter according to the present invention are particularly useful in the following design systems.

【0015】このデザイン・システムは第1のCADシ
ステムと第2のCADシステムとから構成される。
This design system comprises a first CAD system and a second CAD system.

【0016】第1のCADシステムは第1のデータ・フ
ァイルと第1の変換手段とを備えている。第1のデータ
・ファイルは曲線をもつ製品のイラストを表わすデータ
の集まりであり,上記曲線を表わすn次ベジェ曲線を規
定する制御点データを含む。第1の変換手段は,上記第
1のデータ・ファイルを,複数種類のCADシステムに
共通のデータ・フォーマットを持つ共通データ・ファイ
ルに変換するものである。
The first CAD system includes a first data file and first conversion means. The first data file is a collection of data representing an illustration of a product having a curve, and includes control point data defining an nth-order Bezier curve representing the curve. The first conversion means converts the first data file into a common data file having a data format common to a plurality of types of CAD systems.

【0017】第2のCADシステムは第2の変換手段と
CADデータ・ベースとを備えている。第2の変換手段
は,第1のCADシステムから伝達された上記共通デー
タ・ファイルを,第2のCADシステムに固有のデータ
・フォーマットを持つCADデータ・ファイルに変換す
るものである。CADデータ・ベースは,n次ベジェ曲
線を規定する制御点データを含む,変換後のCADデー
タ・ファイルを記憶するものである。
The second CAD system has a second conversion means and a CAD database. The second conversion means converts the common data file transmitted from the first CAD system into a CAD data file having a data format unique to the second CAD system. The CAD data base stores a converted CAD data file including control point data defining an nth-order Bezier curve.

【0018】この発明によるCADシステムは上記デザ
イン・システムにおいて,第2のCADシステムに相当
する。
The CAD system according to the present invention corresponds to the second CAD system in the above-mentioned design system.

【0019】上述した例で言うと,簡易CADシステム
が第1のCADシステムに,設計支援用CADシステム
が第2のCADシステムに相当する。
In the above example, the simple CAD system corresponds to the first CAD system, and the CAD system for design support corresponds to the second CAD system.

【0020】簡易CADシステムにおいて作成されたイ
ラストを表わすデータは,共通データ・ファイルである
IGESデータ・ファイルに変換された上で出力され
る。設計支援用CADシステムにおいては,IGESデ
ータ・ファイルがCADデータ変換手段によりCADデ
ータ・ファイルに変換され,CADデータ・ベースに記
憶される。IGESデータ・ファイルに含まれる自由曲
線はn次(3次)ベジェ曲線により表わされているか
ら,CADデータ・ベースに記憶されているCADデー
タ・ファイルに含まれる自由曲線もn次(3次)ベジェ
曲線により表わされる。
The data representing the illustration created in the simple CAD system is output after being converted into an IGES data file which is a common data file. In a CAD system for design support, an IGES data file is converted into a CAD data file by a CAD data conversion means and stored in a CAD data base. Since the free curve included in the IGES data file is represented by an nth-order (third-order) Bezier curve, the free curve included in the CAD data file stored in the CAD database is also nth-order (third-order). ) Represented by a Bezier curve.

【0021】この発明によると,n次ベジェ曲線上の
(m+1)個の点をそれぞれ与える(m+1)個のパラ
メータがあらかじめ定められたパラメータのとりうる範
囲内で等間隔に決定される。この(m+1)個のパラメ
ータとn次ベジェ曲線を規定する制御点データとを用い
てn次ベジェ曲線上の(m+1)個の点を表す座標デー
タが決定される。n次ベジェ曲線を規定する制御点デー
タを用いてn次ベジェ曲線の始点および終点のそれぞれ
における2つの単位接線ベクトルが決定される。(m+
1)個のパラメータと,(m+1)個の点を表す座標デ
ータと,2つの単位接線ベクトルとに基づいて,n次ベ
ジェ曲線の始点および終点における勾配を保存し,かつ
n次ベジェ曲線上の点またはその近傍を通るように,m
次ベジェ曲線を規定する制御点データが決定される。
According to the present invention, (m + 1) parameters that respectively provide (m + 1) points on the nth-order Bezier curve are determined at equal intervals within a range that a predetermined parameter can take. Using the (m + 1) parameters and the control point data that defines the nth-order Bezier curve, coordinate data representing (m + 1) points on the nth-order Bezier curve is determined. Two unit tangent vectors at the start point and the end point of the nth-order Bezier curve are determined using the control point data defining the nth-order Bezier curve. (M +
Based on 1) parameters, coordinate data representing (m + 1) points, and two unit tangent vectors, the gradients at the start point and end point of the nth-order Bezier curve are stored, and Pass through or near a point, m
Control point data that defines the next Bezier curve is determined.

【0022】すなわち,簡易CADシステムにおいて作
成された製品のイラストに関するIGESデータ・ファ
イルを変換して得られるCADデータ・ファイルに含ま
れるn次ベジェ曲線を規定する制御点データが,設計支
援用CADシステムにおいて要求されるm次ベジェ曲線
を規定する制御点データに変換される。この変換後のC
ADデータ・ファイルによって表されるイラスト(図
面)を基礎として,設計支援用CADシステム上で製品
の形状を作成することができる。
That is, control point data defining an nth-order Bezier curve included in a CAD data file obtained by converting an IGES data file relating to an illustration of a product created in a simple CAD system is converted to a CAD system for design support. Is converted into control point data that defines the m-th order Bezier curve required in step (1). This converted C
A product shape can be created on a CAD system for design support based on an illustration (drawing) represented by an AD data file.

【0023】このようにして,簡易CADシステムで作
成されたイラストを表わすデータを,設計支援用CAD
システムにおいてCADデータとして利用することがで
きるようになる。設計支援用CADシステムにおいてエ
ンジニアはCADデータを用いて製品の設計を行うこと
ができる。
In this manner, the data representing the illustration created by the simple CAD system is transferred to the CAD for design support.
It can be used as CAD data in the system. In a CAD system for design support, an engineer can design a product using CAD data.

【0024】したがって,エンジニアは簡易CADシス
テム上で作成した製品のイラストと同一の製品の形状
を,設計支援用CADシステム上で最初からその全部を
作成しなおす必要がなくなり,その手間が省ける。ま
た,m次ベジェ曲線の制御点データは,n次ベジェ曲線
の始点および終点における勾配を保存し,かつm次ベジ
ェ曲線がn次ベジェ曲線上の点またはその近傍を通るよ
うに変換されるから,製品の形状は簡易CADシステム
において作成された製品のイラストと同じまたは非常に
近い形状となる。
Therefore, the engineer does not need to recreate the same product shape as the product illustration created on the simple CAD system from the beginning on the CAD system for design support, thereby saving time and effort. Also, since the control point data of the m-th order Bezier curve preserves the gradient at the start point and end point of the n-th order Bezier curve, and is converted so that the m-th order Bezier curve passes through or near a point on the n-th order Bezier curve. The shape of the product is the same as or very similar to the illustration of the product created in the simple CAD system.

【0025】この発明によるCADシステムは,このよ
うにして得られたCADデータに基づいて製品を表わす
画像を表示装置に表示するための表示制御手段を備えて
いる。
The CAD system according to the present invention includes display control means for displaying an image representing a product on a display device based on the CAD data thus obtained.

【0026】この表示制御手段は,データ変換手段によ
り変換されたm次ベジェ曲線を規定する制御点データを
含むCADデータに基づいて製品を表示するためのデー
タを作成する手段,および上記表示データをビット・マ
ップ・メモリ上に展開する手段を備えている。ビット・
マップ・メモリ上に展開されたデータによって反映され
る製品の画像がCADシステムの表示装置に表示され
る。
The display control means includes means for generating data for displaying a product based on CAD data including control point data defining the m-th order Bezier curve converted by the data conversion means, and converting the display data. There is provided a means for developing on a bit map memory. bit·
An image of the product reflected by the data developed on the map memory is displayed on the display device of the CAD system.

【0027】n次ベジェ曲線を規定する制御点が縮退し
ている場合がある。縮退とはベジェ曲線の始点または終
点において,2つの制御点が重なっていることことをい
う。制御点が縮退している始点または終点においては接
線ベクトルを定義できない。
In some cases, the control points defining the nth-order Bezier curve are degenerated. Degeneration means that two control points overlap at the start point or end point of the Bezier curve. A tangent vector cannot be defined at the start point or the end point where the control points are degenerated.

【0028】この発明によると,始点または終点におい
て制御点が縮退している場合にも,m次ベジェ曲線を規
定する制御点データを算出できる。
According to the present invention, even when the control point is degenerate at the start point or the end point, the control point data defining the m-th order Bezier curve can be calculated.

【0029】この発明の好ましい実施態様においては,
n次ベジェ曲線の始点または終点において制御点が縮退
しているときには,単位接線ベクトルが近似して決定さ
れる。
In a preferred embodiment of the present invention,
When the control point is degenerate at the start point or end point of the nth-order Bezier curve, the unit tangent vector is determined by approximation.

【0030】このようにして,始点または終点で制御点
が縮退していても,縮退した端点における単位接線ベク
トルを決定することができるから,m次ベジェ曲線を規
定する制御点データを得ることができる。
In this way, even if the control point is degenerated at the start point or the end point, the unit tangent vector at the degenerated end point can be determined, so that the control point data defining the m-th order Bezier curve can be obtained. it can.

【0031】n次ベジェ曲線の始点または終点において
制御点が縮退しているときは,次数変換後のm次ベジェ
曲線を規定する制御点も縮退したものとなることがあ
る。
When the control points are degenerated at the start point or the end point of the n-th order Bezier curve, the control points defining the m-th order Bezier curve after the degree conversion may also be degenerated.

【0032】このような場合,この発明ではm次ベジェ
曲線を規定する制御点が縮退しないように,それらの制
御点を決定できるようにしている。
In such a case, in the present invention, the control points that define the m-th order Bezier curve can be determined so that they do not degenerate.

【0033】この発明のさらに好ましい実施態様におい
ては,上記座標決定手段によって決定されたn次ベジェ
曲線上の(m+1)個の点を表す座標データを用いて,
n次ベジェ曲線の始点から各点までのn次ベジェ曲線の
長さに応じた(m+1)個のパラメータを決定する第2
のパラメータ決定手段がさらに設けられる。上記制御点
決定手段は,上記第1のパラメータ決定手段によって等
間隔に決定されたパラメータの代わりに,上記第2のパ
ラメータ決定手段によってn次ベジェ曲線の長さに応じ
て決定されたパラメータを用いて,上記制御点データを
決定する。この制御点データの決定のやり方は制御点が
縮退していない場合にも利用できる。
In a further preferred embodiment of the present invention, the coordinate data representing (m + 1) points on the n-th order Bezier curve determined by the coordinate determining means is used.
A second method for determining (m + 1) parameters according to the length of the nth-order Bezier curve from the start point of the nth-order Bezier curve to each point
Is further provided. The control point determining means uses the parameters determined according to the length of the nth-order Bezier curve by the second parameter determining means instead of the parameters determined at equal intervals by the first parameter determining means. Then, the control point data is determined. This method of determining the control point data can be used even when the control points are not degenerated.

【0034】この実施態様によると,n次ベジェ曲線上
の(m+1)個の点を表す座標データを用いて,n次ベ
ジェ曲線の始点から各点までのn次ベジェ曲線の長さに
応じた(m+1)個のパラメータが決定される。このn
次ベジェ曲線の長さに応じた(m+1)個のパラメータ
と,n次ベジェ曲線上の(m+1)個の点を表す座標デ
ータと,n次ベジェ曲線の始点および終点のそれぞれに
おける2つの単位接線ベクトルとに基づいて,m次ベジ
ェ曲線を規定する制御点データが決定される。
According to this embodiment, the coordinate data representing (m + 1) points on the n-th order Bezier curve is used to correspond to the length of the n-th order Bezier curve from the starting point of the n-th order Bezier curve to each point. (M + 1) parameters are determined. This n
(M + 1) parameters corresponding to the length of the next-order Bezier curve, coordinate data representing (m + 1) points on the nth-order Bezier curve, and two unit tangents at the start point and the end point of the nth-order Bezier curve Based on the vector, control point data that defines an m-order Bezier curve is determined.

【0035】したがって,n次ベジェ曲線の始点または
終点において制御点が縮退している場合であっても,制
御点が縮退していないm次ベジェ曲線を規定する制御点
データを得ることができる。
Therefore, even when the control points are degenerate at the start point or end point of the n-th order Bezier curve, control point data that defines the m-th order Bezier curve where the control points do not degenerate can be obtained.

【0036】[0036]

【実施例】【Example】

目次 1 概要 2 ベジェ曲線 3 簡易CADシステム 3.1 図形要素の描画 3.2 EPSFデータ・ファイル 3.3 IGESデータ・ファイル 4 設計支援用CADシステム 4.1 CADデータ・ファイル 4.2 3次ベジェ曲線から5次ベジェ曲線への次数変換
(縮退がない場合) 4.2.1 パラメータの計算 4.2.2 3次ベジェ曲線上の点の計算 4.2.3 始点,終点における単位接線ベクトルの計算 4.2.4 5次ベジェ曲線の制御点の計算 4.3 3次ベジェ曲線から5次ベジェ曲線への次数変換
(縮退がある場合;その1) 4.3.1 始点,終点における単位接線ベクトルの近似計算 4.4 3次ベジェ曲線から5次ベジェ曲線への次数変換
(縮退がある場合;その2) 4.4.1 パラメータの再計算 4.5 n次ベジェ曲線からm次ベジェ曲線への次数変換 5 ベジェ曲線の描画 5.1 ハードウェア構成 5.2 ベジェ曲線の表示のための処理
Table of contents 1 Outline 2 Bezier curve 3 Simple CAD system 3.1 Graphic element drawing 3.2 EPSF data file 3.3 IGES data file 4 CAD system for design support 4.1 CAD data file 4.2 Order conversion from cubic Bezier curve to quintic Bezier curve 4.2.1 Calculation of parameters 4.2.2 Calculation of points on cubic Bezier curve 4.2.3 Calculation of unit tangent vector at start point and end point 4.2.4 Calculation of control points of quintic Bezier curve 4.3 3 Degree conversion from cubic Bezier curve to quintic Bezier curve (when there is degeneration; Part 1) 4.3.1 Approximate calculation of unit tangent vector at start point and end point 4.4 Degree conversion from cubic Bezier curve to quintic Bezier curve (degeneration) 2) 4.4.1 Recalculation of parameters 4.5 Order conversion from nth-order Bezier curve to mth-order Bezier curve 5 Drawing of Bezier curve 5.1 Hardware structure 5.2 Processing for displaying Bezier curves

【0037】1 概要 図1は,簡易CADシステムおよび設計支援用CADシ
ステムにおけるソフトウェア上の構成の概要を示すブロ
ック図である。
1 Outline FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a software configuration of a simple CAD system and a CAD system for design support.

【0038】簡易CADシステム10および設計支援用C
ADシステム20はそれぞれ,プログラムされたコンピュ
ータ・システムによって実現される。簡易CADシステ
ム10および設計支援用CADシステム20は,通信ケーブ
ルまたはネットワークにより接続される。2台のCAD
システムが接続されていない場合には,データ・ファイ
ル等は,フロッピィ・ディスク等の記憶媒体を用いて簡
易CADシステム10から設計支援用20に伝達される。簡
易CADシステム10と設計支援用CADシステム20とを
1台のコンピュータ・システムによって実現することも
できる。
Simple CAD System 10 and Design Support C
Each of the AD systems 20 is realized by a programmed computer system. The simple CAD system 10 and the CAD system for design support 20 are connected by a communication cable or a network. Two CAD
When the system is not connected, a data file or the like is transmitted from the simple CAD system 10 to the design support 20 using a storage medium such as a floppy disk. The simple CAD system 10 and the CAD system 20 for design support can be realized by one computer system.

【0039】簡易CADシステム10は公知のシステムで
あり,デザイナがマウス等を用いて製品のイラストを描
くことができるものである。
The simple CAD system 10 is a well-known system that allows a designer to draw a product illustration using a mouse or the like.

【0040】簡易CADシステム10は,EPSF(Encap
sulated PostScript Format)データ・ベース11およびI
GES(Initial Graphics Exchange Specification )デ
ータ変換処理12を備えている。
The simple CAD system 10 is provided with an EPSF (Encap
sulated PostScript Format) database 11 and I
A GES (Initial Graphics Exchange Specification) data conversion process 12 is provided.

【0041】EPSFデータ・ベース11には,簡易CA
Dシステム10において作成された製品のイラストに関す
るEPSFデータ・ファイルが記憶される。EPSFデ
ータ・ファイルは,詳細は後述するが,ページ記述言語
PostScriptで記述されたものである。
The EPSF database 11 contains a simple CA
An EPSF data file relating to a product illustration created in the D system 10 is stored. The details of the EPSF data file will be described later, but the page description language
It is written in PostScript.

【0042】IGESデータ変換処理12は,EPSFデ
ータ・ファイルをIGESデータ・ファイル(詳細は後
述する)に変換するものであり,既に知られているもの
である。
The IGES data conversion processing 12 converts an EPSF data file into an IGES data file (details will be described later), and is already known.

【0043】設計支援用CADシステム20はエンジニア
がマウス等を用いて,製品の形状を表わすデータを作成
するものである。
In the CAD system 20 for design support, an engineer creates data representing the shape of a product by using a mouse or the like.

【0044】設計支援用CADシステム20は,CADデ
ータ変換処理21,CADデータ・ベース22および次数変
換処理23を備えている。
The CAD system 20 for design support includes a CAD data conversion process 21, a CAD data base 22, and an order conversion process 23.

【0045】CADデータ変換処理21はIGESデータ
・ファイルをCADデータ・ファイル(詳細は後述す
る)に変換するものであり,既に知られているものであ
る。
The CAD data conversion process 21 converts an IGES data file into a CAD data file (details will be described later), and is already known.

【0046】CADデータ・ベース22には,この設計支
援用CADシステム20において設計された製品の形状を
表すCADデータ・ファイル,上記CADデータ変換処
理21により変換されたCADデータ・ファイル,または
後述する次数変換処理23により変換されたCADデータ
・ファイルが記憶される。
The CAD data base 22 includes a CAD data file representing the shape of a product designed in the CAD system 20 for design support, a CAD data file converted by the CAD data conversion processing 21, or a CAD data file described later. The CAD data file converted by the degree conversion processing 23 is stored.

【0047】次数変換処理23は,後述する3次ベジェ曲
線を規定する制御点データを5次ベジェ曲線を規定する
制御点データに変換するものである。
The order conversion processing 23 is for converting control point data defining a cubic Bezier curve, which will be described later, into control point data defining a quintic Bezier curve.

【0048】データ・ベース11,22はメモリ装置により
実現される。メモリ装置は半導体メモリ,磁気ディス
ク,光ディスク等を含み,コンピュータ・システムの内
部メモリであるか,外部メモリであるかを問わない。各
種処理12,21,23はそれぞれの目的を達成するためにコ
ンピュータ・システムがプログラムにしたがって行う系
統的な一連の動作または機能のまとまりを意味する。し
たがって,各種処理はコンピュータ・システムとその処
理をコンピュータに実行させるプログラムとの結合によ
って実現される。
The data bases 11 and 22 are realized by a memory device. The memory device includes a semiconductor memory, a magnetic disk, an optical disk, and the like, and may be an internal memory of a computer system or an external memory. The various processes 12, 21, and 23 mean a series of systematic operations or functions performed by a computer system in accordance with a program in order to achieve each purpose. Therefore, various processes are realized by combining a computer system and a program for causing a computer to execute the processes.

【0049】簡易CADシステム10および設計支援用C
ADシステム20上においては,点,直線,自由曲線,自
由曲面等の図形要素を複数組合わせることによって,製
品のイラストおよび形状がそれぞれ作成される。一般
に,自由曲線はベジェ曲線,有理Bスプライン曲線等に
より表される。簡易CADシステム10においては自由曲
線が3次ベジェ曲線によって表され,設計支援用CAD
システム20においては自由曲線が5次ベジェ曲線によっ
て表される。
Simple CAD System 10 and Design Support C
On the AD system 20, a product illustration and shape are created by combining a plurality of graphic elements such as points, straight lines, free curves, and free-form surfaces. Generally, a free curve is represented by a Bezier curve, a rational B-spline curve, or the like. In the simple CAD system 10, the free curve is represented by a cubic Bezier curve, and the CAD for design support is used.
In the system 20, the free curve is represented by a cubic Bezier curve.

【0050】簡易CADシステム10および設計支援用C
ADシステム20においては,図形要素の客観的記述,図
形要素に対する処理および解析等を行うため,図形要素
は数学的に記述される。図形要素は,システム毎に,そ
のシステムにおいて処理等が容易に行えるフォーマット
でデータ・ファイルに記述される。簡易CADシステム
10においてはデータ・ファイルがEPSFにより記述さ
れ,設計支援用CADシステム20においてはそのシステ
ムに固有のフォーマットで記述される。
Simple CAD System 10 and Design Support C
In the AD system 20, the graphic elements are mathematically described in order to perform objective description of the graphic elements, processing and analysis of the graphic elements, and the like. The graphic elements are described in a data file for each system in a format that allows easy processing and the like in the system. Simple CAD system
In 10, the data file is described in EPSF, and in the CAD system 20 for design support, it is described in a format unique to the system.

【0051】このようにCADシステム毎に異なるフォ
ーマットのデータ・ファイルをもつため,異なるCAD
システム間においてデータ・ファイルを伝達することな
できない。データ・フォーマット変換のためのデータ交
換仕様が用意されており,このデータ交換仕様としてI
GESがある。
As described above, since each CAD system has a data file of a different format,
Cannot transfer data files between systems. A data exchange specification for data format conversion is provided.
There is GES.

【0052】簡易CADシステム10は,EPSFデータ
・ファイルとIGESデータ・ファイルとを相互に変換
するIGESデータ変換処理12を備えており,IGES
データ・ファイルを入,出力することができる。
The simple CAD system 10 includes an IGES data conversion processing 12 for converting an EPSF data file and an IGES data file between each other.
Data files can be input and output.

【0053】設計支援用CADシステム20は,このシス
テムに固有のCADデータ・ファイルとIGESデータ
・ファイルとを相互に変換するCADデータ変換処理21
を備えており,IGESデータ・ファイルを入,出力す
ることができる。
The CAD system 20 for design support is a CAD data conversion process 21 for mutually converting a CAD data file unique to the system and an IGES data file.
IGES data file can be input and output.

【0054】デザイナが簡易CADシステム10において
作成した製品のイラストを表わすデータを基礎データと
して利用して,設計支援用CADシステム20上において
製品の形状を設計するためには,次のようにすればよ
い。
In order to design the product shape on the design support CAD system 20 using the data representing the product illustration created by the designer in the simple CAD system 10 as basic data, Good.

【0055】簡易CADシステム10において作成された
製品のイラストに関するEPSFデータ・ファイルをE
PSFデータ・ベース11から読出し,このEPSFデー
タ・ファイルをIGESデータ変換処理12によりIGE
Sデータ・ファイルに変換する。このIGESデータ・
ファイルが簡易CADシステム10から設計支援用CAD
システム20に,データ転送,または記録媒体を介して与
えられる。
An EPSF data file relating to a product illustration created in the simple CAD system 10 is
The EPSF data file is read from the PSF data base 11 and the EPSE data file is
Convert to S data file. This IGES data
Files are converted from simple CAD system 10 to CAD for design support
It is provided to the system 20 via data transfer or a recording medium.

【0056】設計支援用CADシステム20においては,
与えられるIGESデータ・ファイルをCADデータ変
換処理21によりCADデータ・ファイルに変換し,この
CADデータ・ファイルをCADデータ・ベース22に記
憶する。
In the CAD system 20 for design support,
The given IGES data file is converted into a CAD data file by a CAD data conversion process 21, and the CAD data file is stored in a CAD database 22.

【0057】上述したように,簡易CADシステム10に
おいては自由曲線が3次ベジェ曲線で表され,設計支援
用CADシステム20においては自由曲線が5次ベジェ曲
線で表される。IGESデータ・ファイルから変換され
たCADデータ・ファイルから3次ベジェ曲線が抽出さ
れ,この3次ベジェ曲線に関する制御点データが次数変
換処理23により5次ベジェ曲線に関する制御点データに
変換される。
As described above, in the simple CAD system 10, the free curve is represented by a cubic Bezier curve, and in the CAD system 20 for design support, the free curve is represented by a quintic Bezier curve. A cubic Bezier curve is extracted from the CAD data file converted from the IGES data file, and the control point data relating to the cubic Bezier curve is converted into control point data relating to the quintic Bezier curve by the degree conversion processing 23.

【0058】エンジニアは,変換された5次ベジェ曲線
に関する制御点データを含むCADデータ・ファイルに
よって表される形状を基礎として設計支援用CADシス
テム20上で製品の設計を行う。
The engineer designs a product on the CAD system 20 for design support based on the shape represented by the CAD data file containing the control point data on the converted quintic Bezier curve.

【0059】これにより,エンジニアは,デザイナが作
成した製品のイラストと同一の形状を表わすデータを最
初から作成する必要はなく,デザイナが作成した製品の
イラスト・データを利用して設計を行うことができる。
This eliminates the need for the engineer to create data representing the same shape as the illustration of the product created by the designer from the beginning, and makes it possible to design using the illustration data of the product created by the designer. it can.

【0060】2 ベジェ曲線 簡易CADシステム10および設計支援用CADシステム
20において自由曲線を表すために用いられるベジェ曲線
について説明する。
2 Bezier Curve Simple CAD System 10 and CAD System for Design Support
A Bezier curve used to represent a free curve in 20 will be described.

【0061】一般に,n次ベジェ曲線P(t)は次のベ
クトル式によって表される。ただし,P(t)=(x
(t),y(t),z(t))である。
Generally, an n-th order Bezier curve P (t) is represented by the following vector equation. Where P (t) = (x
(T), y (t), z (t)).

【0062】[0062]

【数1】 (Equation 1)

【数2】 (Equation 2)

【0063】式(1) において,Qi は,n次ベジェ曲線
を規定する制御点である。制御点Qi はXYZ三次元直
交座標を用いて,Qi =(Qi,x ,Qi,y ,Qi,z )と
表わされる。制御点はn次ベジェ曲線ではQ0 ,Q1
2 ,…,Qn の(n+1)個存在する。tはn次ベジ
ェ曲線上の点を与えるパラメータである。
In equation (1), Q i is a control point that defines an nth-order Bezier curve. The control point Q i is expressed as Q i = (Q i, x , Q i, y , Q i, z ) using XYZ three-dimensional orthogonal coordinates. The control points are Q 0 , Q 1 ,
There are (n + 1) Q 2 ,..., Q n . t is a parameter that gives a point on the nth-order Bezier curve.

【0064】式(2) において,Bi,n (t)は Bernste
in基底関数(Bernstein Basis Function)である。
In equation (2), B i, n (t) is
It is an in basis function (Bernstein Basis Function).

【0065】3次ベジェ曲線P(t)は式(1) において
n=3と置くことにより次式で表される。
The cubic Bezier curve P (t) is expressed by the following equation by setting n = 3 in equation (1).

【0066】[0066]

【数3】 (Equation 3)

【0067】3次ベジェ曲線は4個の制御点Q0
1 ,Q2 およびQ3 によって規定される。
The cubic Bezier curve has four control points Q 0 ,
It is defined by Q 1 , Q 2 and Q 3 .

【0068】式(2) においてn=3と置き,それを式
(3) に代入して整理すると,3次ベジェ曲線P(t)は
次式で表される。
In equation (2), n = 3 and
Substituting into (3) and rearranging, the cubic Bezier curve P (t) is expressed by the following equation.

【0069】 P(t)=(−t3 +3t2 −3t+1)Q0 +3(t3 −2t2 +t)Q1 +3(−t3 +t2 )Q2 +t3 3 …(4) P (t) = (− t 3 + 3t 2 −3t + 1) Q 0 +3 (t 3 −2t 2 + t) Q 1 +3 (−t 3 + t 2 ) Q 2 + t 3 Q 3 (4)

【0070】式(4) をt,t2 およびt3 について整理
すると,3次ベジェ曲線P(t)を表わす式は次のよう
になる。
By rearranging equation (4) for t, t 2 and t 3 , the equation representing the cubic Bezier curve P (t) is as follows.

【0071】 P(t)=(−Q0 +3Q1 −3Q2 +Q3 )t3 +3(Q0 −2Q1 +Q2 )t2 +3(−Q0 +Q1 )t +Q0 …(5) P (t) = (− Q 0 +3 Q 1 −3 Q 2 + Q 3 ) t 3 +3 (Q 0 −2 Q 1 + Q 2 ) t 2 +3 (−Q 0 + Q 1 ) t + Q 0 (5)

【0072】3次ベジェ曲線の始点は,式(5) において
t=0と置くことにより,次式で与えられる。
The starting point of the cubic Bezier curve is given by the following equation by setting t = 0 in equation (5).

【0073】 P(0)=Q0 …(6) P (0) = Q 0 (6)

【0074】3次ベジェ曲線の終点は,式(5) において
t=1と置くことにより,次式で与えれる。
The end point of the cubic Bezier curve is given by the following equation by setting t = 1 in equation (5).

【0075】 P(1)=Q3 …(7) P (1) = Q 3 (7)

【0076】式(6) および式(7) から分かるように,3
次ベジェ曲線の始点P(0)は制御点Q0 に一致し,終
点P(1)は制御点Q3 に一致する。この性質は一般に
n次ベジェ曲線においても成立つ。
As can be seen from equations (6) and (7), 3
Origin P of the next Bezier curve (0) coincides with the control point Q 0, the end point P (1) corresponds to the control point Q 3. This property generally holds for an nth-order Bezier curve.

【0077】3次ベジェ曲線上の点P(t)における接
線ベクトルは,式(5) の3次ベジェ関数P(t)をパラ
メータtで微分することにより得られ,それは次式で表
される。
The tangent vector at the point P (t) on the cubic Bezier curve is obtained by differentiating the cubic Bezier function P (t) of the equation (5) with the parameter t, which is expressed by the following equation. .

【0078】[0078]

【数4】 (Equation 4)

【0079】3次ベジェ曲線の始点P(0)における接
線ベクトルは,式(8) においてt=0と置けば得られ,
それは次式で与えられる。
The tangent vector at the starting point P (0) of the cubic Bezier curve can be obtained by setting t = 0 in equation (8).
It is given by:

【0080】[0080]

【数5】 (Equation 5)

【0081】また,3次ベジェ曲線の終点P(1)にお
ける接線ベクトルは,式(8) においてt=1と置いて整
理することにより得られ,それは次式で与えられる。
The tangent vector at the end point P (1) of the cubic Bezier curve is obtained by rearranging the equation (8) with t = 1, and is given by the following equation.

【0082】[0082]

【数6】 (Equation 6)

【0083】式(9) および式(10)から分かるように,3
次ベジェ曲線の始点P(0)における接線ベクトルは制
御点Q0 とQ1 を用いて表され,終点P(1)における
接線ベクトルは制御点Q2 とQ3 を用いて表される。こ
の性質は一般にn次ベジェ曲線について成立つ。
As can be seen from equations (9) and (10), 3
Tangent vector at the starting point P (0) of the next Bezier curve is represented using control points Q 0 and Q 1, the tangent vector at the end point P (1) is expressed using the control point Q 2 and Q 3. This property generally holds for an nth-order Bezier curve.

【0084】3 簡易CADシステム 3.1 図形要素の描画 簡易CADシステム10におけるイラストの作成について
簡単に説明にする。イラストは,上述のように,直線お
よび3次ベジェ曲線を複数組合わせることにより描かれ
る。
3 Simple CAD System 3.1 Drawing of Graphic Elements The creation of an illustration in the simple CAD system 10 will be briefly described. The illustration is drawn by combining a plurality of straight lines and cubic Bezier curves as described above.

【0085】3次ベジェ曲線を簡易CADシステム10上
でデザイナが描く方法が図2a〜図2dおよび図3a〜
図3cに示されている。これらの図において矢印は簡易
CADシステム10の表示画面上のカーソルの位置を表
す。
FIGS. 2A to 2D and FIGS. 3A to 3D show how a designer draws a cubic Bezier curve on the simple CAD system 10.
This is shown in FIG. 3c. In these figures, arrows indicate the positions of cursors on the display screen of the simple CAD system 10.

【0086】図2a〜図2dを参照して,デザイナはま
ず,マウスを操作してカーソルを所望の位置(点A)に
動かし,マウスのボタンをプレスして始点Aを指定する
(図2a)。次にその始点Aからマウスをドラッグして
カーソルを所望の位置(点B)まで動かして始点におけ
る接線方向(接線ベクトル)を決め,マウスのボタンを
リリースする(図2b)。始点Aにおける接線方向がよ
く分るように,点Aを中心として点Bと点対象の位置
と,点Bとをつなぐ直線が表示される。続いてマウスを
操作してカーソルを所望の位置(点C)まで動かし,マ
ウスのボタンをプレスして終点Cを指定する(図2
c)。最後にその終点Cからマウスをドラッグしてカー
ソルを所望の位置(点D)まで動かして終点における接
線方向を決め,マウスのボタンをリリースする。すると
点Cを中心として点Dと点対称の位置に点Eが指定され
ることになる(図2d)。点Aから点Cまでの曲線が3
次ベジェ曲線であり,4点A,B,EおよびCがそれぞ
れ制御点Q0 ,Q1 ,Q2 およびQ3 となる。
Referring to FIGS. 2A to 2D, the designer first operates the mouse to move the cursor to a desired position (point A), and presses the mouse button to specify the starting point A (FIG. 2A). . Next, the mouse is dragged from the start point A to move the cursor to a desired position (point B), the tangent direction (tangent vector) at the start point is determined, and the mouse button is released (FIG. 2B). A straight line connecting the point B with the position of the point object and the point B with the point A as a center is displayed so that the tangent direction at the start point A can be easily understood. Then, the user operates the mouse to move the cursor to a desired position (point C), and presses the mouse button to specify the end point C (FIG. 2).
c). Finally, the mouse is dragged from the end point C to move the cursor to a desired position (point D) to determine the tangent direction at the end point, and release the mouse button. Then, the point E is designated at a position symmetrical to the point D with respect to the point C (FIG. 2D). The curve from point A to point C is 3
This is a next Bezier curve, and four points A, B, E and C become control points Q 0 , Q 1 , Q 2 and Q 3 , respectively.

【0087】このようにして描かれた3次ベジェ曲線に
関するEPSFのデータは次のようになる。
The EPSF data for the cubic Bezier curve thus drawn is as follows.

【0088】 Q0,x 0,y m Q1,x 1,y 2,x 2,y 3,x 3,y Q 0, x Q 0, ym Q 1, x Q 1, y Q 2, x Q 2, y Q 3, x Q 3, y c

【0089】「m(moveto)」は,このコマンド「m」の
前に記述された点が始点をであることを示すグラフィッ
クス・コマンドであり,「c(curveto) 」は,このコマ
ンド「C」の前に記述された点を制御点として3次ベジ
ェ曲線を描くべきことを示すグラフィックス・コマンド
である。簡易CADシステム10は二次元のイラストを描
くものであるから,制御点の座標データはx座標および
y座標のみである。3次ベジェ曲線は,2つのグラフィ
ックス・コマンドと,4組の制御点データとによって規
定される。
“M (moveto)” is a graphics command indicating that the point described before this command “m” is the starting point, and “c (curveto)” is the command “C (curveto)”. Is a graphics command indicating that a cubic Bezier curve should be drawn using the point described before "" as a control point. Since the simple CAD system 10 draws a two-dimensional illustration, the coordinate data of the control point is only the x coordinate and the y coordinate. A cubic Bezier curve is defined by two graphics commands and four sets of control point data.

【0090】上記のEPSFのデータによって表わされ
る3次ベジェ曲線に連続して他の3次ベジェ曲線または
直線が描かれるときには,上記他の3次ベジェ曲線また
は直線を表わすEPSFのデータはQ3,x ,Q3,y を始
点として上記EPSFのデータに続いて記述される。
When another cubic Bezier curve or straight line is drawn successively to the cubic Bezier curve represented by the above EPSF data, the EPSF data representing the other cubic Bezier curve or straight line is represented by Q 3, It is described following the data of the EPSF with x , Q3 , and y as starting points.

【0091】マウスのボタンをプレスして点Cを指定し
た後(図2c),終点Cにおける接線方向(点D)を指
定することなくマウスのボタンをリリースしても,点A
から点Cまでの3次ベジェ曲線が描かれる。この場合に
は,点Eが定義されていないので,制御点Q2 が定義さ
れないことになる。
After specifying the point C by pressing the mouse button (FIG. 2c), even if the mouse button is released without specifying the tangential direction (point D) at the end point C, the point A
A cubic Bezier curve from to is drawn. In this case, since the point E is not defined, so that the control point Q 2 is not defined.

【0092】このようにして描かれた3次ベジェ曲線に
関するデータは,以下のように記述される。
The data related to the cubic Bezier curve drawn as described above is described as follows.

【0093】 Q0,x 0,y m Q1,x 1,y 3,x 3,y Q 0, x Q 0, y m Q 1, x Q 1, y Q 3, x Q 3, y y

【0094】「y」も3次ベジェ曲線を描くべきことを
示すグラフィックス・コマンドである。グラフィックス
・コマンドが「y」のときには制御点Q2 の座標データ
がないので,制御点Q2 は強制的に制御点Q3 と同一の
座標データをもつことになる。すなわち,制御点Q2
3 が一致することになる。このように2つの制御点が
一致することを縮退といい,終点(制御点Q3 )と制御
点Q2 とが一致していることを終点が縮退しているとい
う。
"Y" is also a graphics command indicating that a cubic Bezier curve should be drawn. Since the graphics command is not the coordinate data control points Q 2 is at "y", the control point Q 2 is made to have the same coordinate data and forcibly control point Q 3. That is, the control point Q 2 and Q 3 are identical. Such a coincidence of two control points is referred to as degeneracy, and a coincidence between the end point (control point Q 3 ) and the control point Q 2 is referred to as degeneracy of the end point.

【0095】3次ベジェ曲線は次のようにして描くこと
もできる。
A cubic Bezier curve can be drawn as follows.

【0096】図3a〜図3cを参照して説明する。デザ
イナはマウスを操作してカーソルを所望の位置(点A)
まで動かし,マウスをクリックして始点Aを指定する
(図3a)。次にマウスを操作して所望の位置(点B)
まで動かしてマウスのボタンをプレスして終点Bを指定
する(図3b)。最後に終点Bからマウスをドラッグし
てカーソルを所望の位置(点C)まで動かして接線方向
を決め,マウスのボタンをリリースして点Cを指定する
(図3c)。このとき,点Bを中心として点Cと点対称
の位置に点Dが指定される。点Aから点Bまでの曲線が
3次ベジェ曲線である。3点A,DおよびBがそれぞれ
制御点Q0 ,Q2 およびQ3 となり,制御点Q1 は定義
されない。
A description will be given with reference to FIGS. 3A to 3C. The designer operates the mouse to move the cursor to the desired position (point A).
And click the mouse to specify the starting point A (FIG. 3a). Next, operate the mouse to the desired position (point B)
And press the mouse button to specify the end point B (FIG. 3b). Finally, drag the mouse from the end point B to move the cursor to a desired position (point C), determine the tangential direction, and release the mouse button to specify the point C (FIG. 3c). At this time, the point D is designated at a position symmetrical with the point C with respect to the point B. The curve from point A to point B is a cubic Bezier curve. The three points A, D and B become control points Q 0 , Q 2 and Q 3 respectively , and the control point Q 1 is not defined.

【0097】このようにして描かれた3次ベジェ曲線に
関するデータは次のように記述される。
The data relating to the cubic Bezier curve thus drawn is described as follows.

【0098】 Q0,x 0,y m Q2,x 2,y 3,x 3,y Q 0, x Q 0, y m Q 2, x Q 2, y Q 3, x Q 3, y v

【0099】「v」は3次ベジェ曲線を描くべきことを
示すグラフィックス・コマンドである。グラフィックス
・コマンドが「v」のときには制御点Q1 の座標データ
がないので,制御点Q1 は強制的に制御点Q0 と同一の
座標データを持つことになる。すなわち,制御点Q0
1 が一致することになる。このように,始点(制御点
0 )と制御点Q1 とが一致していることを,始点が縮
退しているという。
"V" is a graphics command indicating that a cubic Bezier curve should be drawn. Since the graphics command is not the coordinate data is the control point Q 1 at the time of the "v", the control point Q 1 will have the same coordinate data and forcibly control point Q 0. That is, the control points Q 0 and Q 1 match. Thus, the fact that the start point (control point Q 0 ) and the control point Q 1 coincide with each other is called that the start point is degenerated.

【0100】直線は次のように描かれる。A straight line is drawn as follows.

【0101】図3aおよび図3bを参照して,デザイナ
はマウスを操作してカーソルを所望の位置(点A)まで
動かしてマウスをクリックして始点Aを指定し(図3
a),他の所望の位置(点B)でマウスをクリックして
終点Bを指定する(図3b)。始点Aから終点Bまでの
間に直線が描かれる。
Referring to FIGS. 3A and 3B, the designer operates the mouse to move the cursor to a desired position (point A) and clicks the mouse to specify the starting point A (FIG. 3).
a), an end point B is designated by clicking the mouse at another desired position (point B) (FIG. 3B). A straight line is drawn between the start point A and the end point B.

【0102】直線に関するEPSFのデータは次のよう
に表わされる。
The EPSF data for a straight line is represented as follows.

【0103】 x0 0 m x1 1 [0103] x 0 y 0 m x 1 y 1 l

【0104】x0 ,y0 は始点Aの座標,x1 ,y1
終点Bの座標をそれぞれ表す。「l(lineto)」は直線を
描くべきことを示すグラフィックス・コマンドである。
X 0 and y 0 represent the coordinates of the start point A, and x 1 and y 1 represent the coordinates of the end point B, respectively. “L (lineto)” is a graphics command indicating that a straight line should be drawn.

【0105】以上のようにして,簡易CADシステムに
おいて図形要素が描かれる。
As described above, graphic elements are drawn in the simple CAD system.

【0106】3.2 EPSFデータ・ファイル 図4は簡易CADシステムにおいて描かれた製品のイラ
ストの一例を示す。この製品のイラストはボトルを表し
たものであり,ボトルの上面図と正面図とである。ハッ
チングで示す領域は実際には着色されている。
3.2 EPSF Data File FIG. 4 shows an example of a product illustration drawn in the simple CAD system. The illustration of this product shows a bottle, a top view and a front view of the bottle. The area indicated by hatching is actually colored.

【0107】図5,6および7はEPSFデータ・ファ
イルの一例を示し,図4に示すボトルのイラストの一部
を表わすEPSFデータを含む。このEPSFデータ・
ファイルは,簡易CADシステム10のEPSFデータ・
ベース11に記憶される。
FIGS. 5, 6 and 7 show an example of the EPSF data file, which contains EPSF data representing a part of the bottle illustration shown in FIG. This EPSF data
The file is the EPSF data of the simple CAD system 10
Stored in the base 11.

【0108】このEPSFデータ・ファイルにおいて,
最初の「%!PS-*d*b*-3.0 … %%Endsetup」(図5第1
行〜図6第6行)の部分には作成システム(ソフトウェ
ア)名,作成者名,ファイル名,作成日時等のコメン
ト,色等の設定パラメータ等が記述される。最後の「%%
PageTrailer … %%EOF 」(図7下から9行〜末
行)の部分には,設定パラメータの終了が記述される。
これらの間に図形要素に関するデータが記述される。
In this EPSF data file,
The first "%! PS- * d * b * -3.0 ... %% Endsetup"
In the portion from the line to the sixth line in FIG. 6, a creation system (software) name, a creator name, a file name, a comment such as a creation date and time, and a setting parameter such as a color are described. Last"%%
The end of the setting parameter is described in the portion of “PageTrailer.
Data relating to the graphic element is described between them.

【0109】たとえば,このEPSFデータ・ファイル
において,最初の図形要素(3次ベジェ曲線(縮退な
し))に関するデータ(図6第15行〜第16行)は図8に
示す要素C1に関するものである。図7第1行〜第2行
は要素L21を表わす直線に関するデータであり,それに
続く図7第3行は要素C22を表わす図形要素(3次ベジ
ェ曲線(始点が縮退している))に関するデータであ
る。
For example, in this EPSF data file, data relating to the first graphic element (third-order Bezier curve (no reduction)) (lines 15 to 16 in FIG. 6) relates to element C1 shown in FIG. . The first and second rows in FIG. 7 are data on a straight line representing the element L21, and the third row in FIG. 7 is data on a graphic element (cubic Bezier curve (the starting point is degenerated)) representing the element C22. It is.

【0110】3.3 IGESデータ・ファイル EPSFデータ・ベース11に記憶されたEPSFデータ
・ファイルは上述したように,IGESデータ変換処理
12によりIGESデータ・ファイルに変換される。
3.3 IGES Data File As described above, the EPSF data file stored in the EPSF data base 11 is subjected to the IGES data conversion processing.
It is converted to an IGES data file by 12.

【0111】図9,10および11はIGESデータ・ファ
イルの一例を示す。このIGESデータ・ファイルは図
5,6および7に示すEPSFデータ・ファイルを変換
することにより得られたものである。
FIGS. 9, 10 and 11 show an example of an IGES data file. This IGES data file was obtained by converting the EPSF data file shown in FIGS.

【0112】IGESデータ・ファイルは開始部
(S),グローバル部(G),ディレクトリィ 部
(D),パラメータ部(P)および終結部(T)から構
成される。
The IGES data file includes a start part (S), a global part (G), a directory part (D), a parameter part (P), and a termination part (T).

【0113】開始部にはコメント等が記述される。開始
部は第73桁がSで表されている。
At the start, a comment or the like is described. The beginning is indicated by an S in the 73rd digit.

【0114】グローバル部には精度,単位等が記述され
る。グローバル部は第73桁がGで表されている。
In the global part, precision, units, and the like are described. The global part is represented by a G in the 73rd digit.

【0115】ディレクトリィ部には図形要素(直線また
は有理Bスプライン関数)毎に,図形要素の種類を表す
番号(直線:TYPE 110,有理Bスプライン関数:TYPE 1
26),レベル,線幅等が記述される。ディレクトリィ部
は第73桁がDで表されている。
In the directory portion, for each graphic element (straight line or rational B-spline function), a number indicating the type of graphic element (straight line: TYPE 110, rational B-spline function: TYPE 1)
26), level, line width, etc. are described. The 73rd digit of the directory part is represented by D.

【0116】パラメータ部には,図形要素がそれぞれ異
なる形式で記述される。パラメータ部は第73桁がPであ
り,その前の数値がディレクトリィ部における行番号を
表している。
In the parameter part, graphic elements are described in different formats. In the parameter part, the 73rd digit is P, and the numerical value before it indicates the line number in the directory part.

【0117】直線に関するパラメータには,直線の始点
の座標と終点の座標がある。
Parameters relating to the straight line include the coordinates of the start point and the coordinates of the end point of the straight line.

【0118】有理Bスプライン関数に関するパラメータ
にはノット・ベクトル,ウェイト・ベクトル,制御点等
がある。ノット・ベクトルおよびウェイト・ベクトルを
適切に選択することにより,EPSFデータ・ファイル
の3次ベジェ曲線を有理Bスプライン曲線によって正確
に表現することができる。有理Bスプライン関数とベジ
ェ曲線の次数は同じであり,有理Bスプライン関数の制
御点と3次ベジェ曲線の制御点とは等価である。
Parameters relating to the rational B-spline function include a knot vector, a weight vector, a control point, and the like. By properly selecting the knot vector and the weight vector, the cubic Bezier curve of the EPSF data file can be accurately represented by the rational B-spline curve. The order of the rational B-spline function and the Bezier curve are the same, and the control point of the rational B-spline function and the control point of the cubic Bezier curve are equivalent.

【0119】直線の始点,終点および有理Bスプライン
関数の制御点は,x座標,y座標およびz座標で表され
ている。EPSFデータ・ファイルでは座標データがx
座標とy座標のみで表されていたので,IGESデータ
・ファイルではz座標はすべて「0.0 」となる。EPS
Fデータ・ファイルとIGESデータ・ファイルとでは
違う単位系を用いているのでx座標およびy座標の数値
は異なる。
The start point and end point of the straight line and the control points of the rational B-spline function are represented by x coordinates, y coordinates, and z coordinates. In the EPSF data file, the coordinate data is x
Since only the coordinates and the y coordinates were used, the z coordinates are all "0.0" in the IGES data file. EPS
Since different unit systems are used in the F data file and the IGES data file, the numerical values of the x coordinate and the y coordinate are different.

【0120】終結部(T)には開始部,ディレクトリィ
部およびパラメータ部のレコード数(行数)が記述され
る。図9〜図11に示すIGESデータ・ファイルでは,
開始部のレコード数Sが「1」であり,グローバル部の
レコード数Gが「3」であり,ディレクトリィ部のレコ
ード数Dが「78」であり,パラメータ部のレコード数P
が「 103」である。
In the end part (T), the number of records (the number of lines) of the start part, the directory part and the parameter part is described. In the IGES data file shown in FIGS.
The number of records S in the start part is “1”, the number of records G in the global part is “3”, the number of records D in the directory part is “78”, and the number of records P in the parameter part is P
Is "103".

【0121】IGESデータ変換処理12により変換され
たIGESデータ・ファイルは簡易CADシステム10か
ら設計支援用CADシステム20に与えられる。
The IGES data file converted by the IGES data conversion processing 12 is supplied from the simple CAD system 10 to the CAD system 20 for design support.

【0122】4 設計支援用CADシステム 設計支援用CADシステム20におけるデータ変換に関す
る処理手順を以下に説明する。図12は設計支援用CAD
システム20における全体的な処理手順を示している。
4. CAD System for Design Support A processing procedure relating to data conversion in the CAD system for design support 20 will be described below. Fig. 12 CAD for design support
2 shows an overall processing procedure in the system 20.

【0123】簡易CADシステム10から出力されたIG
ESデータ・ファイルが取込まれ(ステップ101 ),こ
のIGESデータ・ファイルがCADデータ変換処理21
によりCADデータ・ファイルに変換される(ステップ
102 )。この変換によって,有理Bスプライン関数は3
次ベジェ曲線に変換される。変換されたCADデータ・
ファイルはCADデータ・ベース22に記憶される(ステ
ップ103 )。
IG output from simple CAD system 10
The ES data file is fetched (step 101), and this IGES data file is converted to the CAD data conversion processing 21
Is converted to a CAD data file (step
102). By this transformation, the rational B-spline function becomes 3
It is converted to the next Bezier curve. Converted CAD data
The file is stored in the CAD database 22 (step 103).

【0124】CADデータ・ベース22に記憶されたCA
Dデータ・ファイルから3次ベジェ曲線を規定する制御
点データが要素毎に抽出され(ステップ104 ),3次ベ
ジェ曲線を規定する制御点データが5次ベジェ曲線を規
定する制御点データに次数変換処理23により変換される
(ステップ105 )。CADデータ・ファイルにおいて,
抽出された3次ベジェ曲線を規定する4個の制御点デー
タが,変換された5次ベジェ曲線を規定する6個の制御
点データに更新される(ステップ106 )。CADデータ
・ファイルに含まれるすべての3次ベジェ曲線につい
て,ステップ104〜106 の処理が行われる(ステップ107
)。
The CA stored in the CAD database 22
The control point data defining the cubic Bezier curve is extracted from the D data file for each element (step 104), and the control point data defining the cubic Bezier curve is converted into control point data defining the quintic Bezier curve. The conversion is performed by the processing 23 (step 105). In the CAD data file,
The four control point data defining the extracted cubic Bezier curve are updated to the six control point data defining the converted quintic Bezier curve (step 106). Steps 104 to 106 are performed for all the cubic Bezier curves included in the CAD data file (step 107).
).

【0125】4.1 CADデータ・ファイル 図13はCADデータ・ファイルの一例を示す。これは図
9〜図11に示すIGESデータ・ファイルをCADデー
タ変換処理21によって変換することにより得られたCA
Dデータ・ファイルである。
4.1 CAD Data File FIG. 13 shows an example of a CAD data file. This is a CA obtained by converting the IGES data file shown in FIGS.
D data file.

【0126】CADデータ・ファイルには,要素番号,
要素のタイプおよび座標データが含まれる。
The CAD data file contains an element number,
Contains element type and coordinate data.

【0127】要素番号は要素を識別するための番号であ
る。
An element number is a number for identifying an element.

【0128】要素のタイプは直線(LINE)であるか,ま
たは自由曲線(CRVE)であるかを表す。自由曲線は上述
のように5次ベジェ曲線である。要素のタイプは直線と
自由曲線の2つに限られず,その他に円,円弧等が用い
られることがあり,このような場合にはそれらのタイプ
を表す記号が用いられる。
The element type indicates whether the element is a straight line (LINE) or a free curve (CRVE). The free curve is a fifth-order Bezier curve as described above. The types of the elements are not limited to two, namely, a straight line and a free curve. In addition, a circle, a circular arc, or the like may be used. In such a case, a symbol representing those types is used.

【0129】座標データは,タイプがLINEの場合には直
線の始点および終点の座標データであり,タイプがCRVE
の場合には制御点の座標データである。
If the type is LINE, the coordinate data is the coordinate data of the start and end points of the straight line, and the type is CRVE.
In the case of (1), it is coordinate data of the control point.

【0130】CADデータ変換では,IGESデータ・
ファイルでTYPE 110(直線)の図形要素に関するパラメ
ータ部の始点と終点の座標データがそのまま,直線(LI
NE)の座標データとなり,TYPE 126の有理Bスプライン
関数の図形要素に関するパラメータ部の制御点の座標デ
ータがそのまま,自由曲線(CRVE)(3次ベジェ曲線の
制御点)の座標データとなる。
In the CAD data conversion, the IGES data
In the file, the coordinate data of the start and end points of the parameter part for the graphic element of TYPE 110 (straight line)
NE), and the coordinate data of the control point of the parameter part regarding the graphic element of the rational B-spline function of TYPE 126 becomes the coordinate data of the free curve (CRVE) (the control point of the cubic Bezier curve) as it is.

【0131】図14は,図13に示すCADデータ・ファイ
ルによって表される製品の図面である。この図は,図4
に示すボトルのイラストにおいて色彩が省略されたもの
と等価である(色彩に関する情報はEPSFデータ・フ
ァイルからIGESデータ・ファイルに変換するときに
抜け落ちてしまう)。
FIG. 14 is a drawing of a product represented by the CAD data file shown in FIG. This figure is
(Each color information is lost when the EPSF data file is converted to the IGES data file.)

【0132】図15は,3次ベジェ曲線である要素C1と
要素C22とについて制御点(「×」で表されている)を
表示した図である。要素C1は縮退していないので4個
の制御点が存在するが,要素C22については始点が縮退
しているので,見かけ上3つの制御点しか存在していな
い。
FIG. 15 is a diagram showing control points (represented by “x”) for elements C1 and C22, which are cubic Bezier curves. Since the element C1 is not degenerated, there are four control points. However, since the start point of the element C22 is degenerated, there are apparently only three control points.

【0133】4.2 3次ベジェ曲線から5次ベジェ曲線
への次数変換(縮退がない場合) 次数変換処理23(図12;ステップ105 )において行われ
る3次ベジェ曲線の5次ベジェ曲線への変換処理につい
て以下に詳述する。次数変換処理23における処理は,そ
の一部または全部を専用の演算回路(ハードウェア)に
より実現することも可能である。
4.2 Degree conversion from cubic Bezier curve to quintic Bezier curve (when there is no degeneration) Conversion processing of cubic Bezier curve to quintic Bezier curve performed in order conversion processing 23 (FIG. 12, step 105) Will be described in detail below. Part or all of the processing in the degree conversion processing 23 can be realized by a dedicated arithmetic circuit (hardware).

【0134】上述のように,簡易CADシステム10では
自由曲線が3次ベジェ曲線であり,設計支援用CADシ
ステム20では5次ベジェ曲線である。
As described above, the free curve is a cubic Bezier curve in the simple CAD system 10 and a quintic Bezier curve in the CAD system 20 for design support.

【0135】簡易CADシステム10において作成された
製品のイラストと,設計支援用CADシステム20におけ
る次数変換処理23により得られたデータによって表わさ
れる製品の形状とは,同一の形状でなければならない。
The illustration of the product created in the simple CAD system 10 and the shape of the product represented by the data obtained by the degree conversion processing 23 in the CAD system 20 for design support must have the same shape.

【0136】この要請を満たすために,3次ベジェ曲線
から5次ベジェ曲線への次数変換は,3次ベジェ曲線の
始点および終点における接線ベクトルがそれぞれ5次ベ
ジェ曲線において保存され,かつ5次ベジェ曲線が3次
ベジェ曲線とほぼ同じ形状になるように行われる。すな
わち,3次ベジェ曲線を規定する4個の制御点Qi (i
=0〜3)に基づいて,3次ベジェ曲線の始点および終
点における接線ベクトルをそれぞれ5次ベジェ曲線にお
いて保存し,かつ5次ベジェ曲線が3次ベジェ曲線とほ
ぼ同じ形状になるように,5次ベジェ曲線を規定する6
個の制御点を求める。
In order to satisfy this requirement, the degree conversion from the cubic Bezier curve to the quintic Bezier curve is performed by storing the tangent vectors at the start point and end point of the cubic Bezier curve in the quintic Bezier curve, respectively. This is performed so that the curve has substantially the same shape as the cubic Bezier curve. That is, four control points Q i (i
= 0 to 3), the tangent vectors at the start point and the end point of the cubic Bezier curve are stored in the quintic Bezier curve, respectively, and the tangential Bezier curve is set to have substantially the same shape as the cubic Bezier curve. Define the next Bezier curve 6
Find control points.

【0137】5次ベジェ曲線を規定する6個の制御点
を,K0 ,K1 ,K2 ,K3 ,K4 およびK5 と置く。
以下,5次ベジェ曲線の制御点を,Ki (i=0,1,
…,5)で表す。ただし,Ki =(ai ,bi ,ci
である。5次ベジェ曲線の始点および終点はそれぞれ,
3次ベジェ曲線の始点および終点に一致する。
The six control points defining the fifth-order Bezier curve are designated as K 0 , K 1 , K 2 , K 3 , K 4 and K 5 .
Hereinafter, the control points of the quintic Bezier curve are defined as K i (i = 0, 1,
..., 5). Where K i = (a i , b i , c i )
It is. The start and end points of the quintic Bezier curve are
It matches the start and end points of the cubic Bezier curve.

【0138】図16は3次ベジェ曲線から5次ベジェ曲線
への変換手順を示している。図17a〜図17cは3次ベジ
ェ曲線から5次ベジェ曲線への次数変換を説明する図で
ある。
FIG. 16 shows a procedure for converting a cubic Bezier curve into a quintic Bezier curve. FIGS. 17A to 17C are diagrams illustrating the degree conversion from a cubic Bezier curve to a quintic Bezier curve.

【0139】4.2.1 パラメータの計算(図16;ステップ
121 ) 3次ベジェ曲線を規定する4個の制御点Qi (i=0〜
3)に基づいて,3次ベジェ曲線の始点および終点にお
ける接線ベクトルを5次ベジェ曲線においてそれぞれ保
存し,かつ5次ベジェ曲線が3次ベジェ曲線とほぼ同じ
形状になるように,5次ベジェ曲線を規定する6個の制
御点Ki (i=0〜5)を計算するために,3次ベジェ
曲線上に6個の点を特定することが必要となる。3次ベ
ジェ曲線上の6個の点を計算するためには,それらの点
を与える6個のパラメータが必要となる。
4.2.1 Calculation of Parameters (FIG. 16; Step
121) Four control points Q i (i = 0 to 0) defining a cubic Bezier curve
Based on 3), the tangent vectors at the start point and the end point of the cubic Bezier curve are stored in the quintic Bezier curve, respectively, and the quintic Bezier curve is made to have substantially the same shape as the cubic Bezier curve. In order to calculate the six control points K i (i = 0 to 5) defining the following, it is necessary to specify six points on the cubic Bezier curve. In order to calculate six points on a cubic Bezier curve, six parameters that provide those points are required.

【0140】t=0(3次ベジェ曲線の始点)からt=
1(3次ベジェ曲線の終点)の間を5等分することによ
り,6個のパラメータt0 ,t1 ,t2 ,t3 ,t4
よびt5 を計算する。以下,3次ベジェ曲線上の点を与
える6個のパラメータを次式で表す。
From t = 0 (the starting point of the cubic Bezier curve) to t =
Six parameters t 0 , t 1 , t 2 , t 3 , t 4, and t 5 are calculated by dividing the interval between 1 (the end point of the cubic Bezier curve) into five equal parts. Hereinafter, six parameters that give points on the cubic Bezier curve are represented by the following equations.

【0141】 tj =j/5 (j=0,1,…,5) …(11)T j = j / 5 (j = 0, 1,..., 5) (11)

【0142】算出された6個のパラメータtj =(j=
0〜5)は,次数変換処理23に付随するメモリに一時的
に記憶される。
The calculated six parameters t j = (j =
0-5) are temporarily stored in a memory associated with the degree conversion process 23.

【0143】4.2.2 3次ベジェ曲線上の点の計算(図1
6;ステップ122 ) 次に,算出された6個のパラメータtj (j=0〜5)
を用いて3次ベジェ曲線上の6個の点を計算する(図17
a参照)。
4.2.2 Calculation of Points on Cubic Bezier Curve (FIG. 1)
6; Step 122) Next, the calculated six parameters t j (j = 0 to 5)
Is used to calculate six points on the cubic Bezier curve (FIG. 17).
a).

【0144】t=tj における3次ベジェ曲線上の点を
j (=(xj ,yj ,zj ))と置く。点Pj は式
(3) から次式で表される。
The point on the cubic Bezier curve at t = t j is set as P j (= (x j , y j , z j )). The point P j is given by the equation
From (3), it is expressed by the following equation.

【0145】[0145]

【数7】 (Equation 7)

【0146】式(12)を用いて点Pj (j=0〜5)を計
算すると演算量が膨大になり演算時間が長くなるため,
前進差分法により点Pj (j=0〜5)を計算すること
にする。Bi,3 (tj )(i=0〜3,j=0〜5)は
定数であるから,これらをあらかじめ計算しておき,P
j (j=0〜5)を式(12)にしたがって計算してもよ
い。前進差分法に代えて後進差分法を用いてもよいし,
その他の方法を用いてもよい。
When the point P j (j = 0 to 5) is calculated using the equation (12), the amount of calculation becomes enormous and the calculation time becomes longer.
The point P j (j = 0 to 5) is calculated by the forward difference method. Since B i, 3 (t j ) (i = 0 to 3, j = 0 to 5) are constants, these are calculated in advance and P
j (j = 0 to 5) may be calculated according to equation (12). The backward difference method may be used instead of the forward difference method,
Other methods may be used.

【0147】前進差分法において,初期値(t=t0
0)における第0階差分P0 ,第1階差分ΔP0 ,第2
階差分Δ2 0 および第3階差分Δ3 0 が計算され
る。これらはそれぞれ,3次ベジェ曲線を規定する4個
の制御点Qi (i=0〜3)を用いて次式で表される。
ただし,δは前進差分である。
In the forward difference method, the initial value (t = t 0 =
The 0-order difference P 0 at 0), the first-order difference [Delta] P 0, the second
A floor difference Δ 2 P 0 and a third floor difference Δ 3 P 0 are calculated. Each of these is expressed by the following equation using four control points Q i (i = 0 to 3) defining a cubic Bezier curve.
Here, δ is the forward difference.

【0148】 δ=1/5 …(13) P0 =P(0) =Q0 …(14) ΔP0 =ΔP(0) =P(δ)−P(0) =(−Q0 +3Q1 −3Q2 +Q3 )δ3 +3(Q0 −2Q1 +Q2 )δ2 +3(−Q0 +Q1 )δ …(15) Δ2 0 =Δ2 P(0) =ΔP(δ)−ΔP(0) =6(−Q0 +3Q1 −3Q2 +Q3 )δ3 +6(Q0 −2Q1 +Q2 )δ2 …(16) Δ3 0 =Δ3 P(0) =Δ2 P(δ)−Δ2 P(0) =6(−Q0 +3Q1 −3Q2 +Q3 )δ3 …(17)Δ = 1/5 (13) P 0 = P (0) = Q 0 (14) ΔP 0 = ΔP (0) = P (δ) −P (0) = (− Q 0 + 3Q 1 −3Q 2 + Q 3 ) δ 3 +3 (Q 0 −2Q 1 + Q 2 ) δ 2 +3 (−Q 0 + Q 1 ) δ (15) Δ 2 P 0 = Δ 2 P (0) = ΔP (δ) − ΔP (0) = 6 (-Q 0 + 3Q 1 -3Q 2 + Q 3) δ 3 +6 (Q 0 -2Q 1 + Q 2) δ 2 ... (16) Δ 3 P 0 = Δ 3 P (0) = Δ 2 P (δ) −Δ 2 P (0) = 6 (−Q 0 + 3Q 1 −3Q 2 + Q 3 ) δ 3 (17)

【0149】t=tj (j=1〜5)における第0階差
分Pj ,第1階差分ΔPj ,第2階差分Δ2 j および
第3階差分Δ3 j は,t=tj-1 における第0階差分
j-1 ,第1階差分ΔPj-1 ,第2階差分Δ2 j-1
よび第3階差分Δ3 j-1 を用いて次式で表される。
[0149] t = t j (j = 1~5 ) zeroth-order difference P j in, first-order difference [Delta] P j, the second-order differential delta 2 P j and the third-order differential delta 3 P j is, t = Using the 0th order difference P j−1 , the 1st order difference ΔP j−1 , the 2nd order difference Δ 2 Pj−1, and the 3rd order difference Δ 3 P j−1 at t j−1 , expressed.

【0150】 Δ3 j =Δ3 j-1 …(18) Δ2 j =Δ2 j-1 +Δ3 j …(19) ΔPj = ΔPj-1 +Δ2 j …(20) Pj = Pj-1 + ΔPj …(21)[0150] Δ 3 P j = Δ 3 P j-1 ... (18) Δ 2 P j = Δ 2 P j-1 + Δ 3 P j ... (19) ΔP j = ΔP j-1 + Δ 2 P j ... ( 20) P j = P j-1 + ΔP j (21)

【0151】ここで,点P5 は3次ベジェ曲線の終点で
あるので,式(7) からP5 =P(1)=Q3 である。した
がって,点P5 は,前進差分法に基づいて計算すること
なく,P5 =Q3 により計算することもできる。
Here, since the point P 5 is the end point of the cubic Bezier curve, P 5 = P (1) = Q 3 from the equation (7). Accordingly, the point P 5 without calculating on the basis of the forward difference method, can also be calculated by P 5 = Q 3.

【0152】図18は,前進差分法による3次ベジェ曲線
上の6個の点Pj (j=0〜5)の計算手順を示してい
る。
FIG. 18 shows a procedure for calculating six points P j (j = 0 to 5) on a cubic Bezier curve by the forward difference method.

【0153】jが0に初期化され(ステップ131 ),t
=t0 における第0階差分P0 ,第1階差分ΔP0 ,第
2階差分Δ2 0 および第3階差分Δ3 0 がそれぞ
れ,式(13)〜(17)により計算される(ステップ132 )。
J is initialized to 0 (step 131), and t
= T zeroth-order difference P 0 at 0, the first-order difference [Delta] P 0, the second-order differential delta 2 P 0 and the third-order differential delta 3 P 0, respectively, is calculated by equation (13) to (17) (Step 132).

【0154】jがインクリメントされ(ステップ133
),t=tj における第0階差分Pj,第1階差分ΔP
j ,第2階差分Δ2 j および第3階差分Δ3 j がそ
れぞれ,式(18)〜(21)により計算される(ステップ134
)。
J is incremented (step 133)
), The 0-order difference P j at t = t j, the first-order difference ΔP
j , the second-order difference Δ 2 Pj and the third-order difference Δ 3 Pj are calculated by equations (18) to (21), respectively (step 134).
).

【0155】jが5になるまで,ステップ133 ,134 の
処理が繰返される(ステップ135 )。
Until j becomes 5, the processing of steps 133 and 134 is repeated (step 135).

【0156】このようにして,前進差分法により計算さ
れた第0階差分P0 ,P1 ,P2 ,P3 ,P4 およびP
5 の値が,3次ベジェ曲線上の6点をそれぞれ表わす値
となる。得られた点P0 ,…,P5 は次数変換処理23に
付随するメモリに一時的に記憶される。
In this way, the 0th-order differences P 0 , P 1 , P 2 , P 3 , P 4 and P 0 calculated by the forward difference method
The value of 5 is a value representing each of the six points on the cubic Bezier curve. The obtained points P 0 ,..., P 5 are temporarily stored in a memory associated with the degree conversion processing 23.

【0157】4.2.3 始点,終点における単位接線ベクト
ルの計算(図16;ステップ123 )3次ベジェ曲線から5
次ベジェ曲線への次数変換において,3次ベジェ曲線の
始点および終点における接線ベクトルが保存されるとい
う条件を満たすために,,3次ベジェ曲線の始点におけ
る単位接線ベクトルEi および終点における単位接線ベ
クトルEf が計算される(図17b参照)。
4.2.3 Calculation of unit tangent vector at start point and end point (FIG. 16; step 123)
In order to satisfy the condition that the tangent vectors at the start point and end point of the cubic Bezier curve are preserved in the degree conversion to the quadratic Bezier curve, the unit tangent vector E i at the start point of the cubic Bezier curve and the unit tangent vector at the end point E f is calculated (see FIG. 17b).

【0158】3次ベジェ曲線の始点における接線ベクト
ルは式(9) により与えられるから,その単位接線ベクト
ルEi は制御点Q0 とQ1 の座標データを用いて次式に
より表される。
Since the tangent vector at the starting point of the cubic Bezier curve is given by equation (9), its unit tangent vector E i is expressed by the following equation using the coordinate data of control points Q 0 and Q 1 .

【0159】[0159]

【数8】 (Equation 8)

【0160】3次ベジェ曲線の終点における接線ベクト
ルは式(10)により与えられるから,その単位接線ベクト
ルEf は制御点Q2 とQ3 の座標データを用いて次式に
より表される。
Since the tangent vector at the end point of the cubic Bezier curve is given by the equation (10), the unit tangent vector Ef is represented by the following equation using the coordinate data of the control points Q 2 and Q 3 .

【0161】[0161]

【数9】 (Equation 9)

【0162】以上のようにして,3次ベジェ曲線の始点
における単位接線ベクトルEi と,終点における単位接
線ベクトルEf とが算出される。算出された単位接線ベ
クトルEi およびEf は,次数変換処理23に付随するメ
モリに記憶される。
As described above, the unit tangent vector E i at the start point of the cubic Bezier curve and the unit tangent vector E f at the end point are calculated. The calculated unit tangent vectors E i and E f are stored in a memory associated with the degree conversion processing 23.

【0163】4.2.4 5次ベジェ曲線の制御点の算出(図
16;ステップ124 ) 3次ベジェ曲線上の点を与える6個のパラメータt
j (j=0〜5)と,3次ベジェ曲線上の6個の点Pj
(j=0〜5)と,2つの単位接線ベクトルEi および
f とに基づいて,3次ベジェ曲線の始点および終点に
おける接線ベクトルがそれぞれ保存され,かつ3次ベジ
ェ曲線とほぼ同じ形状にならなけらばならないという条
件にしたがって,5次ベジェ曲線を規定する6個の制御
点Ki (i =0〜5)を計算する(図17c参照)。
4.2.4 Calculation of Control Points of Fifth-Order Bezier Curve
16; Step 124) Six parameters t for giving a point on the cubic Bezier curve
j (j = 0 to 5) and six points P j on the cubic Bezier curve
Based on (j = 0 to 5) and the two unit tangent vectors E i and E f , the tangent vectors at the starting point and the ending point of the cubic Bezier curve are stored, respectively, and have substantially the same shape as the cubic Bezier curve. according to the conditions that must become a kicked, calculates the six control points K i which defines a fifth-order Bezier curve (i = 0~5) (see FIG. 17c).

【0164】5次ベジェ曲線が3次ベジェ曲線とほぼ同
じ形状にならなけらばならないという条件を満たすため
に,5次ベジェ曲線が3次ベジェ曲線上の6個の点Pj
(j=0〜5)またはその近傍を通るように,5次ベジ
ェ曲線の6個の制御点Ki (i =0〜5)を決定する。
すなわち,t=tj における5次ベジェ曲線上の点(式
(1) においてn=5と置いたときのP(tj ))と,3
次ベジェ曲線上の点Pj との誤差(距離)が最小になる
ように,制御点Ki (i =0〜5)を計算する。
In order to satisfy the condition that the fifth-order Bezier curve must have substantially the same shape as the third-order Bezier curve, the fifth-order Bezier curve is divided into six points P j on the third-order Bezier curve.
(J = 0 to 5) or so as to pass through the vicinity thereof, to determine the six control points of fifth-order Bezier curves K i (i = 0~5).
That is, a point on the fifth-order Bezier curve at t = t j (expression
In (1), P (t j ) when n = 5 is set, and 3
So that the error between a point P j on the next Bezier curve (distance) is minimized, to calculate the control point K i for (i = 0 to 5).

【0165】t=tj (j=0〜5)における5次ベジ
ェ曲線上の点P(tj )と,3次ベジェ曲線上の点Pj
との誤差rは次式で表される。
A point P (t j ) on the quintic Bezier curve at t = t j (j = 0 to 5) and a point P j on the cubic Bezier curve
Is expressed by the following equation.

【0166】[0166]

【数10】 (Equation 10)

【0167】5次ベジェ曲線の始点および終点をそれぞ
れ,3次ベジェ曲線の始点P0 および終点P5 と一致さ
せるためには,次式が成立つように,5次ベジェ曲線の
6個の制御点Ki (i =0〜5)を決定する。
In order to make the start point and end point of the quintic Bezier curve coincide with the start point P 0 and end point P 5 of the cubic Bezier curve, respectively, the six controls of the quintic Bezier curve are set so that the following equation is satisfied. determining the point K i (i = 0~5).

【0168】[0168]

【数11】 [Equation 11]

【数12】 (Equation 12)

【0169】式(25)および(26)を用いて式(24)を整理す
ると,次式が得られる。
By rearranging equation (24) using equations (25) and (26), the following equation is obtained.

【0170】[0170]

【数13】 (Equation 13)

【0171】5次ベジェ曲線の始点K0 における単位接
線ベクトルと,3次ベジェ曲線の始点P0 における単位
接線ベクトルEi とが同一になり,かつ5次ベジェ曲線
の終点K5 における単位接線ベクトルが3次ベジェ曲線
の終点P5 における単位接線ベクトルEf と同一となる
ようにするという条件を利用して,5次ベジェ曲線の制
御点K1 およびK4 を以下のように求める。
The unit tangent vector at the start point K 0 of the fifth-order Bezier curve is the same as the unit tangent vector E i at the start point P 0 of the cubic Bezier curve, and the unit tangent vector at the end point K 5 of the fifth-order Bezier curve is obtained. There utilizing condition that such be the same as the unit tangent vector E f at the end P 5 cubic Bezier curve to determine the control points K 1 and K 4 of the fifth-order Bezier curve as follows.

【0172】5次ベジェ曲線の始点における単位接線ベ
クトルが3次ベジェ曲線のそれと同一になるようにする
ためには,制御点K1 は制御点K0 を始点として単位接
線ベクトルEi を延長した延長線上にある必要がある。
制御点K0 とK1 との間の距離をdi と置くと,制御点
1 は制御点K0 ,単位接線ベクトルEi および距離d
i を用いて次式で表される。
In order to make the unit tangent vector at the start point of the quintic Bezier curve the same as that of the cubic Bezier curve, the control point K 1 is obtained by extending the unit tangent vector E i starting from the control point K 0 . Must be on extension.
When the distance between the control points K 0 and K 1 is set as d i , the control point K 1 becomes the control point K 0 , the unit tangent vector E i and the distance d
It is expressed by the following equation using i .

【0173】 K1 =K0 +di i …(28)K 1 = K 0 + d i E i (28)

【0174】制御点K4 についても同様に,制御点K5
とK4 との距離をdf と置くと,制御点K4 は制御点K
5 ,単位接線ベクトルEf および距離df を用いて次式
で表される。
[0174] Similarly, the control point K 4, the control point K 5
The distance between the K 4 Place the d f a, the control point K 4 is the control point K
5 , expressed by the following equation using the unit tangent vector E f and the distance d f .

【0175】 K4 =K5 +df f …(29)K 4 = K 5 + d f E f (29)

【0176】また,3次ベジェ曲線の始点P0 および終
点P5 をそれぞれ5次ベジェ曲線の始点および終点と一
致させ,さらに5次ベジェ曲線の始点および終点をそれ
ぞれ制御点K0 およびK5 に一致させるという条件から
次式が成立する。
The start point P 0 and end point P 5 of the cubic Bezier curve are matched with the start point and end point of the quintic Bezier curve, respectively, and the start point and end point of the quintic Bezier curve are set to control points K 0 and K 5 , respectively. The following equation is established from the condition of making them match.

【0177】 K0 =P0 …(30) K5 =P5 …(31)K 0 = P 0 (30) K 5 = P 5 (31)

【0178】式(30)を式(28)に代入し,式(31)を式(29)
に代入すると,5次ベジェ曲線の制御点K1 およびK4
はそれぞれ次式により表される。
The equation (30) is substituted into the equation (28), and the equation (31) is replaced by the equation (29)
Into the control points K 1 and K 4 of the fifth-order Bezier curve.
Are represented by the following equations.

【0179】 K1 =P0 +di i …(32) K4 =P5 +df f …(33)[0179] K 1 = P 0 + d i E i ... (32) K 4 = P 5 + d f E f ... (33)

【0180】式(27)において,Σ内の各項のうちi =
0,1,4および5につ関する項をΣの外に出し,式(3
2)および(33)を代入すると,次式が得られる。
In equation (27), among the terms in Σ, i =
The terms relating to 0, 1, 4 and 5 are taken out of Σ, and the equation (3
Substituting 2) and (33) yields:

【0181】[0181]

【数14】 [Equation 14]

【0182】式(34)に,Pj =(xj ,yj ,zj ),
i =(ai ,bi ,ci ),Ei=(Ei,x
i,y ,Ei,z )およびEf =(Ef,x ,Ef,y ,E
f,z )を代入すると次式が得られる。
In equation (34), P j = (x j , y j , z j ),
K i = (a i , b i , c i ), E i = (E i, x ,
E i, y , E i, z ) and E f = (E f, x , E f, y , E
f, z ), the following equation is obtained.

【0183】[0183]

【数15】 (Equation 15)

【0184】式(35)において,未知数は,di ,df
2 ,a3 ,b2 ,b3 ,c2 およびc3 である。
In Equation (35), the unknowns are d i , d f ,
is a 2, a 3, b 2 , b 3, c 2 and c 3.

【0185】誤差rが最小になる条件は誤差rを各未知
数により偏微分して得られる偏微分値をそれぞれ0と置
くことによって表わされる。
The condition under which the error r is minimized is represented by setting the partial differential values obtained by partially differentiating the error r with each unknown number to 0.

【0186】[0186]

【数16】 (Equation 16)

【数17】 [Equation 17]

【数18】 (Equation 18)

【数19】 [Equation 19]

【数20】 (Equation 20)

【数21】 (Equation 21)

【数22】 (Equation 22)

【数23】 (Equation 23)

【0187】式(35)により表される誤差rを未知数di
により偏微分すると次式が得られる。
The error r represented by the equation (35) is calculated as unknown d i
The following equation is obtained by partial differentiation with

【0188】[0188]

【数24】 (Equation 24)

【0189】式(44)を整理すると,次式が得られる。By rearranging equation (44), the following equation is obtained.

【0190】[0190]

【数25】 (Equation 25)

【0191】式(35)により表される誤差rを未知数df
により偏微分すると次式が得られる。
The error r represented by the equation (35) is calculated as unknown d f
The following equation is obtained by partial differentiation with

【0192】[0192]

【数26】 (Equation 26)

【0193】式(46)を整理すると,次式が得られる。By rearranging equation (46), the following equation is obtained.

【0194】[0194]

【数27】 [Equation 27]

【0195】ここで,単位接線ベクトルEi およびEf
は単位ベクトルであるから,次式が成立する。
Here, the unit tangent vectors E i and E f
Since is a unit vector, the following equation holds.

【0196】 |Ei |=(Ei,x 2 +Ei,y 2 +Ei,z 2 1/2 =1 …(48) |Ef |=(Ef,x 2 +Ef,y 2 +Ef,z 2 1/2 =1 …(49)| E i | = (E i, x 2 + E i, y 2 + E i, z 2 ) 1/2 = 1 (48) | E f | = (E f, x 2 + E f, y 2 + E f, z 2 ) 1/2 = 1 (49)

【0197】また,図17bに示すように,単位接線ベク
トルEi を延長した直線とEf を逆方向に延長した直線
との交点における角をθと置くと次式が成立つ。
[0197] Further, as shown in FIG. 17b, placing the corner at the intersection of the straight line obtained by extending the straight line E f obtained by extending the unit tangent vector E i in the opposite direction and θ the following equation holds.

【0198】 Ei ・Ef =Ei,x f,x +Ei,y f,y +Ei,z f,z =|Ei ||Ef | cosθ = cosθ ∴ cosθ=Ei,x f,x +Ei,y f,y +Ei,z f,z …(50)[0198] E i · E f = E i , x E f, x + E i, y E f, y + E i, z E f, z = | E i || E f | cosθ = cosθ ∴ cosθ = E i , xEf, x + Ei, yEf , y + Ei, zEf , z ... (50)

【0199】式(48),(49)および(50)を用いて式(42)お
よび(43)を整理するとそれぞれ次のようになる。
The formulas (42) and (43) are rearranged using the formulas (48), (49) and (50) as follows.

【0200】[0200]

【数28】 [Equation 28]

【数29】 (Equation 29)

【0201】式(35)により表される誤差rを未知数
2 ,a3 ,b2 ,b3 ,c2 およびc3 により偏微分
するとそれぞれ次式が得られる。
When the error r represented by the equation (35) is partially differentiated by unknown numbers a 2 , a 3 , b 2 , b 3 , c 2 and c 3, the following equations are obtained.

【0202】[0202]

【数30】 [Equation 30]

【数31】 (Equation 31)

【数32】 (Equation 32)

【数33】 [Equation 33]

【数34】 (Equation 34)

【数35】 (Equation 35)

【0203】ここで,式(51)〜(58)における定数項を式
(59)〜式(61)のように置き,式(36)〜(43)を用いて整理
すると,式(62)〜式(69)に示す方程式が得られる。
Here, the constant terms in equations (51) to (58) are
By arranging as shown in equations (59) to (61) and rearranging using equations (36) to (43), the equations shown in equations (62) to (69) are obtained.

【0204】[0204]

【数36】 [Equation 36]

【数37】 (37)

【数38】 (38)

【数39】 [Equation 39]

【数40】 (Equation 40)

【数41】 [Equation 41]

【数42】 (Equation 42)

【数43】 [Equation 43]

【数44】 [Equation 44]

【数45】 [Equation 45]

【数46】 [Equation 46]

【0205】ここで,未知数di ,df ,a2 ,a3
2 ,b3 ,c2 およびc3 を,次のように,ベクトル
により表現する。
Here, the unknowns d i , d f , a 2 , a 3 ,
b 2 , b 3 , c 2 and c 3 are represented by vectors as follows.

【0206】[0206]

【数47】 [Equation 47]

【0207】また,式(62)〜(69)をまとめてベクトル方
程式により表現すると,AおよびBを定数行列として,
次式により表現できる。
When equations (62) to (69) are collectively expressed by a vector equation, A and B are defined as constant matrices.
It can be expressed by the following equation.

【0208】 AX=B …(71)AX = B (71)

【0209】定数行列Aは,次のように表現される。[0209] The constant matrix A is expressed as follows.

【0210】[0210]

【数48】 [Equation 48]

【数49】 [Equation 49]

【数50】 [Equation 50]

【0211】A(i,k) は行列Aのi 行k列の要素を表
し,A0 (i,k) は行列A0 のi 行k列の要素を表す。C
j (i) は行列Cj のi 列の要素を表し,Cj (k) は行列
j のk列の要素を表す。
A (i, k) represents the element at row i and column k of matrix A, and A 0 (i, k) represents the element at row i and column k of matrix A 0 . C
j (i) represents the element of column i of the matrix C j , and C j (k) represents the element of column k of the matrix C j .

【0212】また定数行列Bは次のように表現される。The constant matrix B is expressed as follows.

【0213】[0213]

【数51】 (Equation 51)

【数52】 (Equation 52)

【0214】定数行列AおよびBは既知であるから,式
(71)〜(76)により表される方程式にガウスの消去法を適
用することにより未知ベクトルXが計算される。すなわ
ち,制御点K0 とK1 との距離di ,制御点K5 とK4
との距離df ,ならびに制御点K2 =(a2 ,b2 ,c
2 )およびK3 =(a3 ,b3 ,c3 )が計算されるこ
とになる。
Since constant matrices A and B are known,
The unknown vector X is calculated by applying Gaussian elimination to the equations represented by (71) to (76). That is, the distance between the control point K 0 and K 1 d i, the control point K 5 and K 4
The distance between d f, and the control point K 2 = (a 2, b 2, c
2 ) and K 3 = (a 3 , b 3 , c 3 ) will be calculated.

【0215】ガウスの消去法をコンピュータ(ディジタ
ル計算機)上で実行する具体的な方法(ソフトウェア)
については一般に知られており,たとえば,「サイエン
ス社UNIXワークステーションによる科学技術計算ハ
ンドブック[基礎篇C言語版] pp 148〜 151」に記載
されている。
Specific method (software) for executing Gaussian elimination on a computer (digital computer)
Is generally known and described in, for example, "Scientific and Technical Computation Handbook by Science Corporation UNIX Workstation [Basic C Language Version] pp 148-151".

【0216】制御点K1 およびK4 はそれぞれ,算出さ
れた距離di およびdf を用いて式(32)および(33)によ
り計算される。
The control points K 1 and K 4 are calculated by the equations (32) and (33) using the calculated distances d i and d f , respectively.

【0217】図19は5次ベジェ曲線を規定する制御点の
計算手順を示している。
FIG. 19 shows a procedure for calculating control points that define a fifth-order Bezier curve.

【0218】以下,この計算手順を,5次ベジェ曲線の
制御点データの計算をコンピュータにより実行する処理
として説明する。この計算処理は,その一部または全部
を専用の演算回路(ハードウェア)により実現すること
もできる。
Hereinafter, this calculation procedure will be described as a process of executing the calculation of the control point data of the fifth-order Bezier curve by a computer. This calculation processing can be partially or entirely realized by a dedicated arithmetic circuit (hardware).

【0219】始点P0 および終点P5 の座標データがメ
モリから読出され,制御点K0 およびK5 が式(30)およ
び(31)により計算される(ステップ151 )。
The coordinate data of the start point P 0 and the end point P 5 are read from the memory, and the control points K 0 and K 5 are calculated by the equations (30) and (31) (step 151).

【0220】パラメータtj (j=0〜5),点P
j (j=0〜5),ならびに単位接線ベクトルEi およ
びEf がメモリから読出され,式(72)〜(74)により定数
行列Aが計算され,式(75)および(76)にしたがって定数
行列Bが計算される(ステップ152 )。
Parameter t j (j = 0-5), point P
j (j = 0 to 5) and unit tangent vectors E i and E f are read from the memory, and a constant matrix A is calculated by the equations (72) to (74), and according to the equations (75) and (76) A constant matrix B is calculated (step 152).

【0221】算出された定数行列AおよびBを用いてガ
ウスの消去法を実行することにより未知ベクトルX(距
離di およびdf と制御点K2 およびK3 )が計算され
る(ステップ153 )。
An unknown vector X (distances d i and d f and control points K 2 and K 3 ) is calculated by executing a Gaussian elimination method using the calculated constant matrices A and B (step 153). .

【0222】算出された距離di およびdf に基づい
て,式(32)および(33)を用いて,制御点K1 およびK4
がそれぞれ計算される(ステップ154 )。
Based on the calculated distances d i and d f , the control points K 1 and K 4 are calculated by using equations (32) and (33).
Are calculated (step 154).

【0223】以上のようにして,5次ベジェ曲線を規定
する6個の制御点Ki (i =0〜5)が算出される。
[0223] As described above, six control points K i which defines a fifth-order Bezier curve (i = 0 to 5) is calculated.

【0224】たとえば,図13に示すCADデータ・ファ
イルにおいて,要素C1について次数変換を行うと,図
20に示す制御点の座標データが得られる。この要素C1
について次数変換により得られる制御点K0 〜K5 は図
21に示すようになる。
For example, in the CAD data file shown in FIG.
The coordinate data of the control point shown in 20 is obtained. This element C1
The control points K 0 to K 5 obtained by the degree conversion for
As shown in 21.

【0225】4.3 3次ベジェ曲線から5次ベジェ曲線
への次数変換 (縮退がある場合;その1) 4.3.1 始点,終点における単位接線ベクトルの近似計算 3次ベジェ曲線の始点において制御点が縮退していると
きは,Q1 =Q0 であるから式(9) においてP(0)/
dt=0となり,始点おける単位接線ベクトルEi が計
算できない。同様に,3次ベジェ曲線の終点において制
御点が縮退しているときは,Q2 =Q3 であるから式(1
0)においてP(1)/dt=0となり,終点における単
位接線ベクトルEf が計算できない。
4.3 Degree conversion from cubic Bezier curve to quintic Bezier curve (when there is degeneration; part 1) 4.3.1 Approximate calculation of unit tangent vector at start point and end point Control point degenerates at start point of cubic Bezier curve Since Q 1 = Q 0 , P (0) /
dt = 0, and the start point definitive unit tangent vector E i can not be calculated. Similarly, when the control point is degenerate at the end point of the cubic Bezier curve, since Q 2 = Q 3 , the equation (1)
0) in P (1) / dt = 0, and the unit tangent vector E f can not be computed at the end point.

【0226】このように,縮退しているときには始点お
よび終点における単位接線ベクトルEi およびEf が得
られないため,上述した「4.2.4 5次ベジェ曲線の制御
点の計算」の方法によると,5次ベジェ曲線の制御点を
算出することができない,すなわち,3次ベジェ曲線を
5次ベジェ曲線に次数変換できない。
As described above, since the unit tangent vectors E i and E f at the starting point and the ending point cannot be obtained during the degeneracy, according to the method described in “4.2.4 Calculation of control point of fifth-order Bezier curve” described above. , The control points of the fifth-order Bezier curve cannot be calculated, that is, the third-order Bezier curve cannot be transformed into the fifth-order Bezier curve.

【0227】3次ベジェ曲線の始点または終点において
制御点が縮退しているとき,単位接線ベクトルを次のよ
うにして近似計算する。
When the control point is degenerated at the start point or end point of the cubic Bezier curve, the unit tangent vector is approximately calculated as follows.

【0228】3次ベジェ曲線の始点P0 において制御点
が縮退しているときは,Q1 =Q0であるから,式(8)
においてQ1 =Q0 と置くと次式が得られる。
When the control point is degenerate at the starting point P 0 of the cubic Bezier curve, Q 1 = Q 0 , and therefore, equation (8)
, The following equation is obtained when Q 1 = Q 0 .

【0229】[0229]

【数53】 (Equation 53)

【0230】式(8) において,t→0とするとき,第1
項(t2 の項)は第2項(tの項)に比して無視できる
から,第2項の係数6(−Q0 +Q2 )は接線ベクトル
を表わすと考えることができる。したがって,始点にお
ける単位接線ベクトルEi は,制御点Q0 とQ2 の座標
データを用いて次式により近似計算できる。
In the equation (8), when t → 0, the first
Since term (t 2 term) can be neglected compared to the second term (term t), the coefficient of the second term 6 (-Q 0 + Q 2) may be considered to represent the tangent vectors. Thus, the unit tangent vector E i at the start point can be approximated calculated by the following equation using the coordinate data of the control points Q 0 and Q 2.

【0231】[0231]

【数54】 (Equation 54)

【0232】3次ベジェ曲線の終点において制御点が縮
退しているときにも,始点の場合と同様にして,終点に
おける単位接線ベクトルEf が,制御点Q1 およびQ3
の座標データを用いて次式により近似計算される。
[0232] Also when the control points are degenerated at the end of the cubic Bezier curve, as in the case of the starting point, the unit tangent vector E f in the end point, the control points Q 1 and Q 3
Is approximated by the following equation using the coordinate data of

【0233】[0233]

【数55】 [Equation 55]

【0234】このようにして,3次ベジェ曲線の始点に
おける単位接線ベクトルEi と,終点における単位接線
ベクトルEf が近似計算される。
In this way, the unit tangent vector E i at the start point of the cubic Bezier curve and the unit tangent vector E f at the end point are approximately calculated.

【0235】図22は,制御点が縮退しているとき,3次
ベジェ曲線から5次ベジェ曲線への次数変換の処理手順
を示している。この図22において,図16に示す処理と同
一処理には同一符号を付して重複説明を避ける。3次ベ
ジェ曲線の始点と終点における単位接線ベクトルを近似
計算するステップ123Aにおける処理のみが図16に示すも
のと異なる。
FIG. 22 shows a processing procedure for order conversion from a cubic Bezier curve to a quintic Bezier curve when the control points are degenerated. In FIG. 22, the same processes as those shown in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be avoided. Only the processing in step 123A for approximating the unit tangent vector at the start point and end point of the cubic Bezier curve is different from that shown in FIG.

【0236】図23はステップ123Aにおける単位接線ベク
トルの計算処理手順を示している。
FIG. 23 shows the procedure for calculating the unit tangent vector in step 123A.

【0237】制御点Q0 とQ1 と一致しているかどう
か,すなわち,始点において制御点が縮退しているかど
うかが判断される(ステップ161 )。
It is determined whether or not the control points Q 0 and Q 1 match, that is, whether or not the control point is degenerated at the start point (step 161).

【0238】Q0 ≠Q1 のときには(ステップ161 でN
O),始点が縮退していないので制御点Q0 とQ1 の座
標データを用いて式(22)にしたがって単位接線ベクトル
i が計算される(ステップ162 )。
When Q 0 ≠ Q 1 (N in step 161
O), a unit tangent vector E i according to equation (22) is calculated using the coordinate data of the control points Q 0 and Q 1 because the starting point is not degenerate (step 162).

【0239】Q0 =Q1 のときには(ステップ161 でYE
S ),始点が縮退しているので制御点Q0 とQ2 の座標
データを用いて,式(78)にしたがって単位接線ベクトル
iが近似計算される(ステップ163 )。
When Q 0 = Q 1 (YE at step 161)
S), using the coordinate data of the control points Q 0, Q 2 since the start point is degenerate, a unit tangent vector E i is approximate calculation according to equation (78) (step 163).

【0240】制御点Q2 とQ3 とが一致しているかどう
か,すなわち,終点において制御点が縮退しているかど
うかが判断される(ステップ164 )。
It is determined whether or not control points Q 2 and Q 3 match, ie, whether or not the control point is degenerate at the end point (step 164).

【0241】Q2 ≠Q3 のときには(ステップ164 でN
O),終点が縮退していないので制御点Q2 とQ3 の座
標データを用いて,式(23)にしたがって単位接線ベクト
ルEfが計算される(ステップ165 )。
When Q 2 ≠ Q 3 (N in step 164)
O), end point using coordinate data of the control point Q 2 and Q 3 because not degenerate, a unit tangent vector E f is computed according to Equation (23) (step 165).

【0242】Q2 =Q3 のときには(ステップ164 でYE
S ),終点が縮退しているので制御点Q1 とQ3 の座標
データを用いて,式(79)にしたがって終点における単位
接線ベクトルEf が近似計算される(ステップ166 )。
When Q 2 = Q 3 (YE at step 164)
S), the end point by using the coordinate data of the control points Q 1, Q 3 since degenerate, the unit tangent vector E f at the end point is an approximate calculation according to equation (79) (step 166).

【0243】以上のようにして,3次ベジェ曲線の始点
における単位接線ベクトルEi と,終点における単位接
線ベクトルEf が算出される。
[0243] As described above, the unit tangent vector E i at the start point of the cubic Bezier curve, a unit tangent vector E f at the end point is calculated.

【0244】このようにして算出された単位接線ベクト
ルEi およびEf を用いて,制御点が縮退していても3
次ベジェ曲線を5次ベジェ曲線に次数変換できることに
なる。
Using the unit tangent vectors E i and E f calculated in this way, even if the control points are degenerated, 3
The order Bezier curve can be transformed into a fifth-order Bezier curve.

【0245】たとえば,図20に示すCADデータ・ファ
イルにおいて,始点が縮退している要素C22について次
数変換を行うと,図24に示す座標データが得られる。こ
の要素C22について次数変換して得られる制御点K0
5 は図25に示すようになる。図25および図24から分か
るように,要素C22の5次ベジェ曲線において,次数変
換する前の3次ベジェ曲線と同じように始点K0 ,K1
が縮退したままになっている。
For example, in the CAD data file shown in FIG. 20, when the degree conversion is performed on the element C22 whose starting point is degenerated, the coordinate data shown in FIG. 24 is obtained. Control points K 0 to
K 5 is as shown in FIG. 25. As can be seen from FIGS. 25 and 24, in the fifth-order Bezier curve of the element C22, the start points K 0 and K 1 in the same manner as the third-order Bezier curve before the degree conversion.
Remains degenerated.

【0246】4.4 3次ベジェ曲線から5次ベジェ曲線
への次数変換 (縮退がある場合;その2) 3次ベジェ曲線の始点または終点で制御点が縮退してい
る場合は,上述の「4.3 3次ベジェ曲線から5次ベジェ
曲線への次数変換(縮退がある場合;その1)」におい
て説明したように,縮退している点における単位接線ベ
クトルを近似計算することにより,3次ベジェ曲線を5
次ベジェ曲線に次数変換することができる。
4.4 Degree conversion from cubic Bezier curve to quintic Bezier curve (when there is degeneration; part 2) If the control point is degenerated at the start point or end point of the cubic Bezier curve, the above-mentioned “4.33. As described in “Degree conversion from next-order Bezier curve to fifth-order Bezier curve (when there is degeneracy; part 1)”, the cubic Bezier curve is converted to a fifth-order Bezier curve by approximating the unit tangent vector at the degenerate point.
The degree can be converted to a next-order Bezier curve.

【0247】しかし,3次ベジェ曲線の始点において制
御点が縮退しているときには(Q0=Q1 ),得られた
5次ベジェ曲線の制御点Ki (i =0〜5)のうち,制
御点K1 とK0 とは同じ値またはほぼ同じ値になり,変
換後も縮退はとれないままである。3次ベジェ曲線の終
点において制御点が縮退しているとき(Q2 =Q3 )に
も同様である。
However, when the control point is degenerate at the start point of the cubic Bezier curve (Q 0 = Q 1 ), of the obtained control points K i (i = 0 to 5) of the quintic Bezier curve, The control points K 1 and K 0 have the same value or almost the same value, and degeneration remains after conversion. The same applies when the control point is degenerate at the end point of the cubic Bezier curve (Q 2 = Q 3 ).

【0248】図26は,制御点の縮退を無くすることので
きる次数変換の処理手順を示している。この図26におい
て,図22に示す処理と同一処理には同一符号を付し詳細
な説明を省略する。図26では,ステップ124Aにおける処
理が加わっている。この処理では,ステップ121 におい
てパラメータtの軸上で等間隔に設定したパラメータt
j (j=0〜5)を,制御点の縮退を無くするために,
再計算するものである。
FIG. 26 shows a processing procedure of order conversion that can eliminate degeneration of control points. 26, the same processes as those shown in FIG. 22 are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted. In FIG. 26, the processing in step 124A is added. In this process, in step 121, the parameters t set at equal intervals on the axis of the parameter t
j (j = 0 to 5) is used to eliminate control point degeneration.
Recalculate.

【0249】4.4.1 パラメータの再計算 パラメータtj は,3次ベジェ曲線の始点P0 から曲線
上の点Pj までの長さを,始点P0 から終点P5 までの
全長を用いて正規化することにより再計算される。
4.4.1 Recalculation of Parameter The parameter t j is obtained by normalizing the length from the start point P 0 of the cubic Bezier curve to the point P j on the curve by using the total length from the start point P 0 to the end point P 5. Is recalculated.

【0250】パラメータtj を再計算することによっ
て,5次ベジェ曲線の始点と終点の間で制御点Kj (j
=0〜5)をほぼ均等に分散させることができる。これ
により次数変換後の制御点Kj の縮退を無くすることが
できる。
By recalculating the parameter t j , the control point K j (j
= 0 to 5) can be dispersed almost uniformly. This makes it possible to eliminate the degeneration of the control point K j after the degree conversion.

【0251】図27を参照して,3次ベジェ曲線を,3点
j ,Pj+1 およびPj+2 (j=0〜3)を通る円とし
て近似する。
Referring to FIG. 27, the cubic Bezier curve is approximated as a circle passing through three points P j , P j + 1 and P j + 2 (j = 0 to 3).

【0252】直線分Pj j+1 ,直線分Pj+1 j+2
よび直線分Pj j+2 のそれぞれを表すベクトルを,
u,vおよびwと置くと,これらのベクトルは次式で表
される。
A vector representing each of the straight line segment P j P j + 1 , the straight line segment P j + 1 P j + 2, and the straight line segment P j P j + 2 is
Putting u, v and w, these vectors are expressed by the following equations.

【0253】 u=(xj+1 −xj ,yj+1 −yj ,zj+1 −zj ) …(80) v=(xj+2 −xj ,yj+2 −yj ,zj+2 −zj ) …(81) w=(xj+2 −xj+1 ,yj+2 −yj+1 ,zj+2 −zj+1 ) …(82)U = (x j + 1 −x j , y j + 1 −y j , z j + 1 −z j ) (80) v = (x j + 2 −x j , y j + 2 − y j , z j + 2 −z j ) (81) w = (x j + 2 −x j + 1 , y j + 2 −y j + 1 , z j + 2 −z j + 1 ) (( 82)

【0254】3点Pj ,Pj+1 およびPj+2 を通る円の
半径Rは,ベクトルu,vおよびwを用いて次式で表さ
れる。
A radius R of a circle passing through the three points P j , P j + 1 and P j + 2 is expressed by the following equation using vectors u, v and w.

【0255】[0255]

【数56】 [Equation 56]

【0256】弧Pj j+1 の弧長L2j+1および弧Pj+1
j+2 の弧長L2j+2は,次式で与えられる。
[0256] arc P j P arc length of j + 1 L 2j + 1 and arcs P j + 1
The arc length L 2j + 2 of P j + 2 is given by the following equation.

【0257】 L2j+1=2R・arcsin(|u|/2R) …(84) L2j+2=2R・arcsin(|w|/2R) …(85)L 2j + 1 = 2R · arcsin (| u | / 2R) (84) L 2j + 2 = 2R · arcsin (| w | / 2R) (85)

【0258】jを0から3まで1ずつインクリメントし
ながら,弧長L1 〜L8 を計算する。
The arc lengths L 1 to L 8 are calculated while incrementing j by 1 from 0 to 3.

【0259】3次ベジェ曲線を円に近似したときの点P
0 から点Pj (j=1〜5)までの長さMj (j=1〜
5)は,次式によって算出される。
The point P when the cubic Bezier curve is approximated to a circle
Length M j (j = 1 to 0) from 0 to point P j (j = 1 to 5)
5) is calculated by the following equation.

【0260】 M1 =L1 …(86) M2 =L1 +(L2 +L3 )/2 =M1 +(L2 +L3 )/2 …(87) M3 =L1 +(L2 +L3 )/2+(L4 +L5 )/2 =M2 +(L4 +L5 )/2 …(88) M4 =L1 +(L2 +L3 )/2+(L4 +L5 )/2 +(L6 +L7 )/2 =M3 +(L6 +L7 )/2 …(89) M5 =L1 +(L2 +L3 )/2+(L4 +L5 )/2 +(L6 +L7 )/2+L8 =M4 +L8 …(90)M 1 = L 1 (86) M 2 = L 1 + (L 2 + L 3 ) / 2 = M 1 + (L 2 + L 3 ) / 2 (87) M 3 = L 1 + (L) 2 + L 3) / 2 + (L 4 + L 5) / 2 = M 2 + (L 4 + L 5) / 2 ... (88) M 4 = L 1 + (L 2 + L 3) / 2 + (L 4 + L 5) / 2 + (L 6 + L 7) / 2 = M 3 + (L 6 + L 7) / 2 ... (89) M 5 = L 1 + (L 2 + L 3) / 2 + (L 4 + L 5) / 2 + (L 6 + L 7 ) / 2 + L 8 = M 4 + L 8 (90)

【0261】上記の式(86)〜(90)において,(L2 +L
3 )/2は3次ベジェ曲線上の点P1 から点P2 までの
曲線の長さを表わし,j=0とおいたときの弧P1 2
の弧長L2 と,j=1とおいたときの弧P1 2 の弧長
3 との平均値である。同様に,(L4 +L5 )/2は
3次ベジェ曲線上の点P2 から点P3 までの曲線の長さ
を表わし,j=1とおいたときの弧P2 3 の弧長L4
と,j=2とおいたときの弧P2 3 の弧長L5 との平
均値であり,(L6 +L7 )/2は3次ベジェ曲線上の
点P3 から点P4 までの曲線の長さを表わし,j=2と
おいたときの弧P3 4 の弧長L6 と,j=3とおいた
ときの弧P3 4 の弧長L7 との平均値である。
In the above equations (86) to (90), (L 2 + L
3) / 2 represents the length of the curve from the point P 1 on the cubic Bezier curve to the point P 2, the arc P 1 P 2 when placed with j = 0
The arc length L 2 of an average value of the arc length L 3 of the arc P 1 P 2 when placed with j = 1. Similarly, (L 4 + L 5 ) / 2 represents the length of the curve from the point P 2 to the point P 3 on the cubic Bezier curve, and the arc length L of the arc P 2 P 3 when j = 1 is set. Four
When an average value of the arc length L 5 of the arc P 2 P 3 when put and j = 2, (L 6 + L 7) / 2 is from the point P 3 on the cubic Bezier curve to the point P 4 It represents the length of the curve and is the average value of the arc length L 6 of the arc P 3 P 4 when j = 2 and the arc length L 7 of the arc P 3 P 4 when j = 3.

【0262】パラメータtj の再計算は,点P0 からP
j (j=0〜5)までの3次ベジェ曲線の長さMj (j
=1〜5)を,その全長M5 によって正規化することで
あるから,その計算は次式により表される。
The recalculation of the parameter t j is calculated from the points P 0 to P
The length M j (j of the cubic Bezier curve up to j (j = 0 to 5)
= 1 to 5), since it is possible to normalize by the total length M 5, the calculation is represented by the following equation.

【0263】 t0 =0 …(91) t1 =M1 /M5 …(92) t2 =M2 /M5 …(93) t3 =M3 /M5 …(94) t4 =M4 /M5 …(95) t5 =1 …(96)T 0 = 0 (91) t 1 = M 1 / M 5 (92) t 2 = M 2 / M 5 (93) t 3 = M 3 / M 5 (94) t 4 = M 4 / M 5 (95) t 5 = 1 (96)

【0264】このようにして,新たなパラメータt
j (j=0〜5)が得られる。
Thus, a new parameter t
j (j = 0 to 5) is obtained.

【0265】図28は,ステップ124Aにおけるパラメータ
の再計算処理の手順を示している。
FIG. 28 shows the procedure of the parameter recalculation processing in step 124A.

【0266】jが0に初期化され(ステップ171 ),3
点Pj ,Pj+1 およびPj+2 が選択される(ステップ17
2 )。選択された3点の座標データを用いて式(80),(8
1)および(82)により,ベクトルu,vおよびwが計算さ
れる(ステップ173 )。
J is initialized to 0 (step 171), and
Points P j , P j + 1 and P j + 2 are selected (step 17)
2). Equations (80), (8)
The vectors u, v, and w are calculated by (1) and (82) (step 173).

【0267】計算されたベクトルu,vおよびwを用い
て式(83)により,3点Pj ,Pj+1およびPj+2 を通る
円の半径Rが計算される(ステップ174 )。計算された
半径R,ならびにベクトルuおよびwを用いて式(84)お
よび(85)により,弧Pj j+1 の弧長L2j+1および弧P
j+1 j+2 の弧長L2j+2が計算される(ステップ17
5)。
Using the calculated vectors u, v and w, the radius R of a circle passing through the three points P j , P j + 1 and P j + 2 is calculated by equation (83) (step 174). Using equations (84) and (85) using the calculated radius R and the vectors u and w, the arc length L 2j + 1 and the arc P of the arc P j P j + 1 are obtained.
The arc length L 2j + 2 of j + 1 P j + 2 is calculated (step 17).
Five).

【0268】jをインクリメントしながら(ステップ17
7 ),jが3を超えるまでステップ172 〜175 の処理が
繰り返し行われる。j=3となれば,点P0 から点Pj
(j=1〜5)までの長さMj を算出するのに必要な弧
長L2j+1,L2j+2の計算が終了したことになる。
While incrementing j (step 17)
7) Steps 172 to 175 are repeated until j exceeds 3. If j = 3, from point P 0 to point P j
This means that the calculation of the arc lengths L 2j + 1 and L 2j + 2 necessary for calculating the length M j up to (j = 1 to 5) has been completed.

【0269】jが4になると(ステップ176 でNO),点
0 から点Pj までの長さMj (j=1〜5)が式(86)
〜(90)により計算される(ステップ178 )。算出された
各点Pj までの長さMj を,点P0 から点P5 までの3
次ベジェ曲線の全長(長さM5 )により正規化すること
によって(式(91)〜(96)),新たなパラメータtj (j
=0〜5)が得られる(ステップ179 )。
When j becomes 4 (NO in step 176), the length M j (j = 1 to 5) from the point P 0 to the point P j is calculated by the equation (86).
Calculated from (90) (step 178). The calculated length M j to each point P j is calculated as 3 from the point P 0 to the point P 5.
By normalizing with the total length (length M 5 ) of the next Bezier curve (Equations (91) to (96)), a new parameter t j (j
= 0 to 5) (step 179).

【0270】以上のようにして,パラメータtj (j=
0〜5)が再計算される。
As described above, the parameter t j (j =
0-5) are recalculated.

【0271】図26,ステップ124 の処理においては,ス
テップ124Aにおいて再計算されたパラメータをtj 用い
て5次ベジェ曲線の制御点Ki (i =0〜5)が計算さ
れる。
[0271] Figure 26, in the process of step 124, the control point of the fifth-order Bezier curve using the recalculated parameters t j K i (i = 0~5 ) is calculated in step 124A.

【0272】たとえば,図13に示すCADデータ・ファ
イルにおいて,始点が縮退している要素C22について次
数変換を行うと,図29に示す座標データが得られる。こ
の要素C22についての次数変換後の制御点は,図30に示
すようになる。図25と図30を比較すると分かるように,
要素C22の5次ベジェ曲線の制御点は,パラメータtj
を再計算する前は,図25のように,始点が縮退したまま
になっているが,再計算した後は,図30に示すように,
縮退がなくなり,6個の制御点K0 〜K5 が別個の位置
に現われている。
For example, in the CAD data file shown in FIG. 13, when the degree conversion is performed on the element C22 whose starting point is degenerated, the coordinate data shown in FIG. 29 is obtained. The control points of the element C22 after the degree conversion are as shown in FIG. As can be seen by comparing FIG. 25 and FIG. 30,
The control point of the fifth-order Bezier curve of the element C22 is determined by the parameter t j
Before the recalculation, the starting point remains degenerated as shown in FIG. 25, but after the recalculation, as shown in FIG.
Degeneracy is eliminated, six control points K 0 ~K 5 appearing in separate locations.

【0273】4.5 n次ベジェ曲線からm次ベジェ曲線
への次数変換 上述した3次ベジェ曲線から5次ベジェ曲線への変換を
一般的に,n次ベジェ曲線からm次ベジェ曲線へ次数変
換に応用することができる。ここで,nおよびmは3以
上の整数である。
4.5 Order Conversion from nth-Order Bezier Curve to mth-Order Bezier Curve The above-described conversion from a third-order Bezier curve to a fifth-order Bezier curve is generally applied to order conversion from an nth-order Bezier curve to an mth-order Bezier curve. can do. Here, n and m are integers of 3 or more.

【0274】次数変換には,低次から高次への変換(n
<m)もしくは高次から低次への変換(n>m),また
は同次の変換(n=m)がある。
The order conversion includes conversion from lower order to higher order (n
<M) or conversion from higher order to lower order (n> m), or conversion of the same order (n = m).

【0275】低次から高次への変換は,たとえば上述の
簡易CADシステムから設計支援用CADシステムへデ
ータ・ファイルを伝達する場合である。高次から低次へ
の変換は,たとえば設計支援用CADシステムから簡易
CADシステムへのデータ・ファイルを伝達する場合で
ある。同次の変換は,制御点の縮退を無くする場合に行
われる。
The conversion from the lower order to the higher order is, for example, a case where a data file is transmitted from the simple CAD system to the CAD system for design support. The conversion from a higher order to a lower order is, for example, a case of transmitting a data file from a CAD system for design support to a simple CAD system. The same conversion is performed when the degeneration of the control point is eliminated.

【0276】n次ベジェ曲線からm次ベジェ曲線への変
換について説明する。
The conversion from the n-th order Bezier curve to the m-order Bezier curve will be described.

【0277】n次ベジェ曲線からm次ベジェ曲線へ次数
変換するとき,(n+1)個の制御点Qi (i =0,
1,…,n)を用いて,(m+1)個の制御点Ki (i
=0,1,…,n,…,m)を計算することになる。
When order conversion is performed from the n-th order Bezier curve to the m-th order Bezier curve, (n + 1) control points Q i (i = 0,
,.., N) and (m + 1) control points K i (i
= 0, 1,..., N,..., M).

【0278】n次ベジェ曲線がm次ベジェ曲線に変換さ
れるから,(m+1)個のn次ベジェ曲線上の点が必要
となる。(m+1)個のパラメータtj (j=0〜m)
が0〜1の間で1/mに等間隔に次式により計算され
る。
Since the n-th order Bezier curve is converted to the m-th order Bezier curve, (m + 1) points on the n-th order Bezier curve are required. (M + 1) parameters t j (j = 0 to m)
Is calculated at regular intervals of 1 / m between 0 and 1 by the following formula.

【0279】 tj =j/m …(97)T j = j / m (97)

【0280】t=tj におけるn次ベジェ曲線上の点を
j と置くと,点Pj は式(1) から次式で表される。
When a point on the n-th order Bezier curve at t = t j is set as P j , the point P j is represented by the following equation from the equation (1).

【0281】[0281]

【数57】 [Equation 57]

【0282】式(98)を用いて(m+1)個の点Pj (j
=0〜m)の座標を計算すると演算量が多大になり時間
を要するので,点Pj の座標は点P0 から順に前進差分
法により計算するとよい。この前進差分法は3次ベジェ
曲線から5次ベジェ曲線への次数変換の場合と同様であ
る。
Using equation (98), (m + 1) points P j (j
= Since the amount of computation and calculates the coordinates of 0 to m) is required to be time consuming, may the coordinates of the point P j calculated by the forward difference method from the point P 0 in order. This forward difference method is similar to the case of the degree conversion from the cubic Bezier curve to the quintic Bezier curve.

【0283】n次ベジェ曲線上の(m+1)個の点Pj
(j=0〜m)の座標を計算し,n次ベジェ曲線の始点
0 から各点Pj までの長さMj (j=1〜m)を近似
計算する。近似計算した各点Pj (j=1〜m−1)ま
での長さMj (j=1〜m−1)をn次ベジェ曲線の全
長Mm を用いて正規化することによりパラメータt
j(j=0〜m)を再計算する。このパラメータの再計
算は,3次ベジェ曲線から5次ベジェ曲線への次数変換
の場合と同様である。
(M + 1) points P j on the n-th order Bezier curve
The coordinates of (j = 0 to m) are calculated, and the length M j (j = 1 to m) from the starting point P 0 of the n-th order Bezier curve to each point P j is approximately calculated. The parameter t is obtained by normalizing the length M j (j = 1 to m−1) to each point P j (j = 1 to m−1) calculated by approximation using the total length M m of the nth-order Bezier curve.
Recalculate j (j = 0 to m). Recalculation of this parameter is the same as in the case of the degree conversion from the cubic Bezier curve to the quintic Bezier curve.

【0284】n次ベジェ曲線の始点または終点おいて制
御点が縮退していないとき,始点および終点における単
位接線ベクトルEi およびEf はそれぞれ,制御点Q0
とQ1 およびQn-1 とQn の座標データを用いて次式で
算出される。
When the control point is not degenerate at the start point or end point of the nth-order Bezier curve, the unit tangent vectors E i and E f at the start point and end point respectively correspond to the control point Q 0.
And the coordinate data of Q 1 and Q n−1 and Q n are calculated by the following equation.

【0285】[0285]

【数58】 [Equation 58]

【数59】 [Equation 59]

【0286】n次ベジェ曲線の始点において制御点が縮
退しているときはQ0 =Q1 であるから,n次ベジェ曲
線の始点おける単位接線ベクトルEi は,制御点Q0
よびQ2 を用いて次式で与えられる。
Since Q 0 = Q 1 when the control point is degenerate at the start point of the n-th order Bezier curve, the unit tangent vector E i at the start point of the n-th order Bezier curve is obtained by dividing the control points Q 0 and Q 2 . And is given by the following equation.

【0287】[0287]

【数60】 [Equation 60]

【0288】n次ベジェ曲線の終点において制御点が縮
退しているときはQn =Qn-1 であるから,n次ベジェ
曲線の終点おける単位接線ベクトルEf は制御点Qn
よびQn-2 を用いて次式で与えられる。
When the control point is degenerate at the end point of the n-th order Bezier curve, Q n = Q n -1 . Therefore, the unit tangent vector E f at the end point of the n-th order Bezier curve is equal to the control points Q n and Q n It is given by the following equation using -2 .

【0289】[0289]

【数61】 [Equation 61]

【0290】m次ベジェ曲線がn次ベジェ曲線上の点P
j (j=0〜m)またはその点の近傍を通るという条件
から,m次ベジェ曲線上の点とn次ベジェ曲線上の点P
j との誤差rは,次式で表される。
The m-th order Bezier curve is a point P on the n-th order Bezier curve.
j (j = 0 to m) or a point on the m-th order Bezier curve and a point P
The error r from j is expressed by the following equation.

【0291】[0291]

【数62】 (Equation 62)

【0292】ここで,m次ベジェ曲線の始点および終点
は,n次ベジェ曲線の始点P0 および終点Pm と一致す
るから,次式が得られる。
Since the start point and end point of the m-th order Bezier curve coincide with the start point P 0 and end point P m of the n-th order Bezier curve, the following equation is obtained.

【0293】[0293]

【数63】 [Equation 63]

【数64】 [Equation 64]

【0294】式(104) ,(105) を式(103) に代入する
と,次式が得られる。
By substituting equations (104) and (105) into equation (103), the following equation is obtained.

【0295】[0295]

【数65】 [Equation 65]

【0296】m次ベジェ曲線の始点P0 および終点Pm
はそれぞれ,制御点K0 およびKmに一致するから,次
式が成立つ。
The starting point P 0 and the ending point P m of the m-th order Bezier curve
Respectively correspond to the control points K 0 and K m , so that the following equation holds.

【0297】 K0 =P0 …(107) Km =Pm …(108) K 0 = P 0 (107) K m = P m (108)

【0298】制御点K0 とK1 との距離をdi と置き,
制御点Km とKm-1 との距離をdfと置く。始点におけ
る単位接線ベクトルEi および終点における単位接線ベ
クトルEf がそれぞれ保存されるという条件から,m次
ベジェ曲線の制御点K1 ,Km-1 はそれぞれ,次式で表
される。
[0298] the distance between the control point K 0 and K 1 Place and d i,
The distance between the control point K m and K m-1 put the d f. Under the condition that the unit tangent vector E i at the start point and the unit tangent vector E f at the end point are stored, respectively, the control points K 1 and K m-1 of the m-th order Bezier curve are expressed by the following equations, respectively.

【0299】 K1 =K0 +di i …(109) Km-1 =Km +df f …(110) [0299] K 1 = K 0 + d i E i ... (109) K m-1 = K m + d f E f ... (110)

【0300】式(107) および(108) をそれぞれ,式(10
9) および(110) に代入すると,次式が得られる。
Equations (107) and (108) are respectively replaced by equation (10)
Substituting into (9) and (110) gives the following equation.

【0301】 K1 =P0 +di i …(111) Km-1 =Pm +df f …(112) [0301] K 1 = P 0 + d i E i ... (111) K m-1 = P m + d f E f ... (112)

【0302】式(111) および(112) を式(106) に代入す
ると次式が得られる。
By substituting equations (111) and (112) into equation (106), the following equation is obtained.

【0303】[0303]

【数66】 [Equation 66]

【0304】さらに,Pj =(xj ,yj ,zj ),K
i =(ai ,bi ,ci ),Ei =(Ei,x ,Ei,y
i,z )およびEf =(Ef,x ,Ef,y ,Ef,z )を式
(113) にすることにより,次式が得られる。
Further, P j = (x j , y j , z j ), K
i = (a i, b i , c i), E i = (E i, x, E i, y,
E i, z ) and E f = (E f, x , E f, y , E f, z )
By using (113), the following equation is obtained.

【0305】[0305]

【数67】 [Equation 67]

【0306】式(114) において,未知数はdi ,df
2 ,a3 ,…,am-2 ,b2 ,b3 ,…,bm-2 ,c
2 ,c3 ,…,cm-2 である。3次ベジェ曲線から5次
ベジェ曲線への変換と同様にして,式(112) の誤差rを
各未知数で偏微分して0と置き,それらによって得られ
るベクトル方程式をガウスの消去法を実行することによ
り解き未知数を得る。
In equation (114), the unknowns are d i , d f ,
a 2, a 3, ..., a m-2, b 2, b 3, ..., b m-2, c
2, c 3, ..., a c m-2. In the same manner as the conversion from the cubic Bezier curve to the quintic Bezier curve, the error r in the equation (112) is partially differentiated by each unknown and set to 0, and the vector equation obtained by them is subjected to Gaussian elimination. To obtain the unknown.

【0307】このようにして,距離di およびdf と,
制御点K2 〜Km-2 とが得られる。得られた距離di
よびdf を用いて,式(109) および(110) から,制御点
1およびKm-1 が得られる。制御点K0 およびK
m は,式(107) および(108) から得られる。
Thus, the distances d i and d f ,
A control point K 2 ~K m-2 is obtained. Using the obtained distance d i and d f, the equation (109) and (110), the control points K 1 and K m-1 is obtained. Control points K 0 and K
m is obtained from equations (107) and (108).

【0308】上記の説明では,単位接線ベクトルの近似
計算と,パラメータの再計算を含めて説明しているが,
制御点が縮退していなければそれらの処理を省くとこと
ができる。
The above description includes the approximation calculation of the unit tangent vector and the recalculation of the parameters.
If the control points are not degenerated, those processes can be omitted.

【0309】以上のようにして,n次ベジェ曲線の(n
+1)個の制御点Q0 〜Qn から,m次ベジェ曲線の
(m+1)個の制御点K0 〜Km を算出することによ
り,n次ベジェ曲線からm次ベジェ曲線への次数変換が
行われる。
As described above, (n) of the n-th order Bezier curve
By calculating (m + 1) control points K 0 to K m of the m- th order Bezier curve from +1) control points Q 0 to Q n , the order conversion from the n-th order Bezier curve to the m-th order Bezier curve can be performed. Done.

【0310】5.ベジェ曲線の描画 上述のようにして5次ベジェ曲線を表わすデータが設計
支援用CADシステム20において得られた。このデータ
を用いてベジェ曲線をCRT表示画面上に描画する処理
について説明する。
[0310] 5. Drawing of Bezier Curve As described above, data representing a quintic Bezier curve was obtained in the CAD system 20 for design support. A process of drawing a Bezier curve on a CRT display screen using this data will be described.

【0311】5.1 ハードウエア構成 図31は設計支援用CADシステム20のハードウエア構成
の概要を示している。
5.1 Hardware Configuration FIG. 31 shows an outline of a hardware configuration of the CAD system 20 for design support.

【0312】設計支援用CADシステム20は上述したよ
うにコンピュータ・システムによって構成され,CPU
30を備えている。このCPU30には,ハードディスク・
ドライバ31,FD(フロッピーディスク)ドライバ32,
RAM33,入力装置34,VRAM35,表示制御回路36等
が必要なインターフェイス(図示略)を介して接続され
ている。
The CAD system 20 for design support is constituted by a computer system as described above,
It has 30. This CPU 30 has a hard disk
Driver 31, FD (floppy disk) driver 32,
A RAM 33, an input device 34, a VRAM 35, a display control circuit 36, and the like are connected via a necessary interface (not shown).

【0313】ハードディスク・ドライバ31はハードディ
スク31A にデータ(プログラムを含む)書込む,または
ハードディスク31A からデータを読出すものである。ハ
ードディスク31A は上述したCADデータ・ベース22
(図1参照)として用いられる。また,CADデータ変
換処理21,次数変換処理23,後述する表示処理等をCP
U30に実行させるために,CPU30を制御するプログラ
ムがハード・ディスク31A に格納されている。
The hard disk driver 31 writes data (including programs) to the hard disk 31A or reads data from the hard disk 31A. The hard disk 31A stores the CAD data base 22 described above.
(See FIG. 1). Further, the CAD data conversion processing 21, the degree conversion processing 23,
A program for controlling the CPU 30 to be executed by the U30 is stored in the hard disk 31A.

【0314】FDドライバ32はFD32A にデータを書込
む,またはFD32A からデータを読出すものである。C
ADデータ・ベース22をFD32A によって実現してもよ
い。CADデータ変換処理21,次数変換処理23,表示処
理等のコンピュータ・プログラムをFD32A に格納して
もよい。
The FD driver 32 writes data to the FD 32A or reads data from the FD 32A. C
The AD database 22 may be realized by the FD 32A. A computer program such as CAD data conversion processing 21, degree conversion processing 23, and display processing may be stored in the FD 32A.

【0315】RAM33はCADデータ変換処理21および
次数変換処理23において生成されるデータの一時記憶,
その他の目的のためのワーク・メモリとして用いられ
る。
The RAM 33 temporarily stores data generated in the CAD data conversion processing 21 and the degree conversion processing 23,
Used as work memory for other purposes.

【0316】入力装置34はキーボード,マウス等を含
み,設計支援用CADシステム20における一連の動作の
ための指令およびデータを入力するために用いられる。
The input device 34 includes a keyboard, a mouse, and the like, and is used to input commands and data for a series of operations in the CAD system 20 for design support.

【0317】VRAM35はビット・マップ・メモリとし
て用いられるもので,CRT表示装置37に表示する画像
(図30に示されるような製品の設計図)を表わすデータ
を,CRT表示装置37の表示面の画素ごとに記憶する。
The VRAM 35 is used as a bit map memory, and stores data representing an image (a product design drawing as shown in FIG. 30) to be displayed on the CRT display device 37 on the display surface of the CRT display device 37. It is stored for each pixel.

【0318】表示制御回路36は,CPU30の制御の下
に,VRAM35に記憶された画像データに基づいて製品
を表わす図形をCRT表示装置37に表示するための映像
信号を生成して出力する。
Under the control of the CPU 30, the display control circuit 36 generates and outputs a video signal for displaying a graphic representing a product on the CRT display device 37 based on the image data stored in the VRAM 35.

【0319】5.2 ベジェ曲線の表示のための処理 ベジェ曲線P(t) は式(1) および式(2) においてn=5
と置き,整理すると次式で表わされる(制御点の記号Q
i をKi で置きかえる)。
5.2 Processing for Displaying Bezier Curve The Bezier curve P (t) is expressed by the following equation (1) and equation (2): n = 5
And can be expressed by the following equation (control point symbol Q
the i replaced by K i).

【0320】 P(t) =(1−5t+10t2 −10t3 +5t4 +t5 )K0 +5(t−4t2 +6t3 −4t4 +t5 )K1 +10(t2 −3t3 +3t4 +t5 )K2 +10(t3 −2t4 +t5 )K3 +5(t4 −t5 )K4 +t5 5 (0≦t≦1) …(115) [0320] P (t) = (1-5t + 10t 2 -10t 3 + 5t 4 + t 5) K 0 +5 (t-4t 2 + 6t 3 -4t 4 + t 5) K 1 +10 (t 2 -3t 3 + 3t 4 + t 5 ) K 2 +10 (t 3 -2t 4 + t 5) K 3 +5 (t 4 -t 5) K 4 + t 5 K 5 (0 ≦ t ≦ 1) ... (115)

【0321】変換後の5次ベジェ曲線の一例として,図
30に示される曲線C1を考えると,その制御点Ki (i
=0〜5)を表わす座標データは図29に示されており
(CRVE1のデータ),次の通りである。
As an example of the converted fifth-order Bezier curve, FIG.
Considering a curve C1 shown in FIG. 30, the control point K i (i
= 0 to 5) is shown in FIG. 29 (CRVE1 data) and is as follows.

【0322】 K0 =(K0,x ,K0,y ,K0,z ) =(136.1315,248.0133,0.0 ) K1 =(136.1315,248.3959,0.0 ) K2 =(129.0745,266.662 ,0.0 ) K3 =(117.4764,268.6526,0.0 ) K4 =(109.691 ,269.6551,0.0 ) K5 =( 99.8779,269.6551,0.0 )K 0 = (K 0, x , K 0, y , K 0, z ) = (136.1315,248.0133,0.0) K 1 = (136.1315,248.3959,0.0) K 2 = (129.0745,266.662,0.0) K 3 = (117.4764,268.6526,0.0) K 4 = (109.691,269.6551,0.0) K 5 = (99.8779,269.6551,0.0)

【0323】式(115) で表わされる5次ベジェ曲線をC
RT表示装置37に表示するためのCPU30による表示処
理手順が図32に示されている。説明を簡単にするため
に,5次ベジェ曲線を表わすデータに,拡大,縮小また
は平行移動処理を施すことなく,このデータによって表
わされる5次ベジェ曲線をそのまま表示する処理につい
て説明する。また,図29に示す座標データではΖ座標は
すべて0.0 であるから,二次元平面上における表示とす
る。
The fifth-order Bezier curve represented by the equation (115) is represented by C
FIG. 32 shows a display processing procedure by the CPU 30 for displaying on the RT display device 37. For the sake of simplicity, a description will be given of a process of displaying a quintic Bezier curve represented by data without performing enlargement, reduction, or translation processing on the data representing the quintic Bezier curve. Further, in the coordinate data shown in FIG. 29, since the Ζ coordinates are all 0.0, they are displayed on a two-dimensional plane.

【0324】ベジェ曲線の表示処理はパラメータtを小
刻みに変化させながらベジェ曲線の座標を式(115) にし
たがって計算し,隣接する2つの座標の間に直線を引く
ものである。したがって,パラメータtの変化分が小さ
ければ小さいほど,より多くの直線分によって曲線が表
わされるので,より滑らかな曲線表示が可能となる。
In the display processing of the Bezier curve, the coordinates of the Bezier curve are calculated according to the formula (115) while changing the parameter t in small increments, and a straight line is drawn between two adjacent coordinates. Therefore, the smaller the change of the parameter t is, the more the curve is represented by more straight lines, so that a smoother curve can be displayed.

【0325】まず,t=0と置いて式(115) を計算し,
始点P(0) の座標を求める。この点P(0) のx,y,座
標をPx ,Py とする(ステップ181 )。
First, the equation (115) is calculated with t = 0,
The coordinates of the starting point P (0) are obtained. X of the point P (0), y, coordinates P x, and P y (step 181).

【0326】次に,t+Δt(=t)と置いて式(115)
を計算し,t+Δtによって規定されるベジェ曲線上の
点P(t+Δt)の座標を求める。この点P(t+Δ
t)のx,y座標をPx+Δ,Py+Δとする(ステップ18
2 )。Δtは画像の解像度(または拡大率)に応じて適
切に定めればよい。たとえばΔt=0.02。
Next, assuming that t + Δt (= t), equation (115)
Is calculated, and the coordinates of a point P (t + Δt) on the Bezier curve defined by t + Δt are obtained. This point P (t + Δ
The x and y coordinates of t) are defined as P x + Δ and P y + Δ (step 18).
2). Δt may be appropriately determined according to the resolution (or magnification) of the image. For example, Δt = 0.02.

【0327】このようにして求めた2つの点(Px ,P
y )から点(Px+Δ,Py+Δ)まで直線を引く(CRT
表示装置37の表示画面上で直線を表示する)(ステップ
183)。
The two points (P x , P
y ) to a point (P x + Δ , P y + Δ ) (CRT
Display a straight line on the display screen of the display device 37) (Step
183).

【0328】2つの点の座標を表わすデータが与えられ
たときに,それらの間に直線を描画するハードウエアは
知られている。表示制御回路36がこのハードウエアを含
んでいれば,このハードウエアに算出した2つの座標デ
ータを与えることにより直線描画を達成できる。ステッ
プ183 の処理をソフトウエアで実現する例については後
述する。
When data representing the coordinates of two points is given, hardware for drawing a straight line between them is known. If the display control circuit 36 includes this hardware, straight line drawing can be achieved by giving the calculated two coordinate data to this hardware. An example in which the processing of step 183 is realized by software will be described later.

【0329】Px+ΔをPx と置き,Py+ΔをPy と置く
(ステップ184 )。
P x + Δ is set as P x , and P y + Δ is set as P y (step 184).

【0330】この後,ステップ182 に戻り,先のt+Δ
tを新たなtと置いて,この新たなtにΔtを加算して
得られる新たなパラメータ(t+Δt)を用いて再びP
x+Δ,Py+Δを算出する。
Thereafter, the flow returns to step 182, where t + Δ
t is set as a new t, and P is again calculated using a new parameter (t + Δt) obtained by adding Δt to the new t.
x + Δ and Py + Δ are calculated.

【0331】ステップ182 〜184 の処理はt=1.0 とな
るまで繰返される。
The processing of steps 182 to 184 is repeated until t = 1.0.

【0332】3次元ベジェ曲線の場合にも同じようにし
てその表示を行うことができる。この場合にはΖ座標に
ついても式(115) にしたがう計算が行なわれる。3次元
空間における座標点を2次元平面に撮影すれば,表示の
ためのデータが得られる。
In the case of a three-dimensional Bezier curve, the display can be performed in the same manner. In this case, the calculation according to the formula (115) is also performed for the Ζ coordinate. If a coordinate point in a three-dimensional space is photographed on a two-dimensional plane, data for display can be obtained.

【0333】ベジェ曲線を拡大,縮小または平行移動し
て表示する場合には,CADデータ・ファイル内の座標
データ(図29に示すデータ)に拡大,縮小または平行移
動のための演算を施したのちに,図32に示す表示処理を
行えばよい。とくに,拡大,縮小の場合にはパラメータ
tの変化分Δtを適切になるように変更する。たとえ
ば,拡大倍率を大きくしたときには変化分Δtを小さく
することが好ましい。
When displaying a Bezier curve by enlarging, reducing or translating it, the coordinate data (data shown in FIG. 29) in the CAD data file is subjected to an operation for enlarging, reducing or translating. Then, the display processing shown in FIG. 32 may be performed. In particular, in the case of enlargement or reduction, the change Δt of the parameter t is changed to be appropriate. For example, when the enlargement magnification is increased, it is preferable to decrease the variation Δt.

【0334】CRT表示装置37の画面上への表示のみな
らず,他の出力装置(たとえばプリンタ)を用いたベジ
ェ曲線の描画も同様に可能である。
[0334] Not only display on the screen of the CRT display device 37 but also drawing of a Bezier curve using another output device (for example, a printer) is possible.

【0335】ソフトウエアによる直線の表示処理(ステ
ップ183)について説明する。
The processing for displaying a straight line by software (step 183) will be described.

【0336】CRT表示装置37の表示画面の分解能また
は解像度(画素数)は装置に応じて定まっている。図33
はCRT表示画面の構造を模式的に示すものであり,格
子点が画素の中心である。一画素ピッチ以上離れた2つ
の点(Px ,Py )と(Px+Δ,Py+Δ)とを結ぶ直線
を表示する場合には,これらの2点を結ぶ直線(鎖線で
示す)が通る画素(ハッチングで示す)を光らせる。
The resolution or resolution (number of pixels) of the display screen of the CRT display device 37 is determined according to the device. Figure 33
Schematically shows the structure of the CRT display screen, where the lattice points are the centers of the pixels. When displaying a straight line connecting two points (P x , P y ) and (P x + Δ , Py + Δ ) separated by one pixel pitch or more, a straight line connecting these two points (indicated by a chain line) ) Illuminate the pixels (shown by hatching) through which they pass.

【0337】図34は直線表示処理ルーチンを示すもので
ある。このルーチンは既に知られているものであるから
簡単に説明する。2つの点(Px ,Py ),(Px+Δ
y+Δ)が与えられているものとする。これらの2つの
点を結ぶ直線を表わす方程式が作成される。
FIG. 34 shows a straight line display processing routine. Since this routine is already known, it will be briefly described. Two points (P x , P y ), (P x + Δ ,
P y + Δ ). An equation representing a straight line connecting these two points is created.

【0338】パラメータIは表示すべき画素を求める計
算の基礎となるX軸上の位置を定めるものである。(表
示画面の座標のスケールとデータの座標のスケールとが
一致している場合には,Iによって表示画面上の画素が
X軸方向に1つずつ歩進される)。このパラメータIが
1に設定される(ステップ191 )。
The parameter I determines a position on the X-axis which is a basis for calculation for obtaining a pixel to be displayed. (If the scale of the coordinates of the display screen and the scale of the coordinates of the data match, the pixel on the display screen is stepped by one in the X-axis direction by I). This parameter I is set to 1 (step 191).

【0339】上記の直線の方程式に基づいて,設定され
たパラメータIにおいて,表示すべき(光らせるべき)
画面上の画素の座標(x,y)を求める(ステップ193
)。表示すべき画素は1個の場合と2個の場合とがあ
る。
On the basis of the above equation of the straight line, the parameter I to be set is to be displayed (to be lit).
Find the coordinates (x, y) of the pixel on the screen (step 193)
). There are one pixel and two pixels to be displayed.

【0340】このようにして求められた画素が表示画面
内にあれば(ステップ194 でYES),その画素を光ら
せる(ステップ195 )。求められた画素が表示画面内に
ない場合にはその画素の表示は行なわれない。
If the pixel thus obtained is within the display screen (YES in step 194), the pixel is illuminated (step 195). If the obtained pixel is not in the display screen, the display of the pixel is not performed.

【0341】この後,パラメータIがインクレメントさ
れ(Px+Δ>Px の場合),またはデクレメント(Px
>Px+Δの場合)され(ステップ196 ),ステップ192
に戻る。
Thereafter, the parameter I is incremented (if P x + Δ > P x ) or decremented (P x
> Px + Δ ) (step 196) and step 192
Return to

【0342】パラメータIが(Px+Δ−Px )よりも大
きくなるまで,ステップ193 〜196の処理が繰返される
(ステップ192 )。
Steps 193 to 196 are repeated until the parameter I becomes larger than (P x + Δ− P x ) (step 192).

【0343】表示画面上の画素を光らせる処理(ステッ
プ195 )は,VRAM35上で,その画素に対応する記憶
場所のビットを1にする(白黒表示の場合)ことにより
達成される。表示制御回路36の制御の下にVRAM35内
のビット・マップ画像データがCRT表示装置37の表示
画面に反映される。
The process of illuminating the pixel on the display screen (step 195) is achieved by setting the bit of the storage location corresponding to the pixel to 1 on the VRAM 35 (for monochrome display). Under the control of the display control circuit 36, the bit map image data in the VRAM 35 is reflected on the display screen of the CRT display device 37.

【0344】一般にビット・マップ・メモリは表示装置
37の各画素に対応する記憶場所を持っている。CPU30
は,表示すべき画像データを,表示画面上の画素に対応
する記憶場所に書込む。カラー表示の場合には,一画素
の画像データは一般に複数ビットの三原色R.G.Bデ
ータから構成される。グレイ表示の場合には一画素の画
像データは複数ビットの画像データから構成され,白黒
表示の場合には画像データは一画素当り1ビットで表現
される。
Generally, a bit map memory is a display device.
There are storage locations corresponding to each of the 37 pixels. CPU30
Writes the image data to be displayed in a storage location corresponding to the pixel on the display screen. In the case of color display, one pixel of image data is generally composed of a plurality of bits of three primary colors R.I. G. FIG. It consists of B data. In the case of gray display, one pixel of image data is composed of a plurality of bits of image data, and in the case of black and white display, the image data is represented by one bit per pixel.

【0345】白黒のビット・マップ・ディスプレイにつ
いて図35を参照して簡単に説明しておく。
The black-and-white bit map display will be briefly described with reference to FIG.

【0346】表示画面のサイズを640 ×480 画素とす
る。画面の左上を原点としてXY座標が設定される(x
=0〜639 ,y=479 )。
The size of the display screen is 640 × 480 pixels. XY coordinates are set with the origin at the upper left of the screen (x
= 0 to 639, y = 479).

【0347】VRAM35(ビット・マップ・メモリ)の
先頭アドレスをA0000番地とする。1つのアドレスによ
って指定される記憶場所には8ビットのデータ(すなわ
ち8画素分の表示データ)が格納できる。VRAM35の
アドレスは画面の水平,垂直走査の順に多くなるように
設定されている。
The start address of the VRAM 35 (bit map memory) is assumed to be A0000. 8-bit data (that is, display data for 8 pixels) can be stored in a storage location designated by one address. The addresses of the VRAM 35 are set so as to increase in the order of horizontal and vertical scanning of the screen.

【0348】表示画面上の各画素の位置は,VRAM35
のアドレスによって指定される記憶場所内のビット位置
と対応している。たとえば,表示画面上の(x,y)=
(0,12)の点Pは,VRAM35ではアドレスA0001番
地内の第5ビット目に対応する。
The position of each pixel on the display screen is
Corresponding to the bit position in the storage location specified by the address of For example, (x, y) =
The point P at (0, 12) corresponds to the fifth bit in the address A0001 in the VRAM 35.

【0349】CPU30は,表示すべき表示画面上の画素
のデータが求まると,その画素に対応するVRAM35の
アドレスと,そのアドレス内のビット位置とを算出し,
そのビット位置に1ビット・データ「1」を書込む。こ
れが図34,ステップ195 における処理である。
When the data of the pixel on the display screen to be displayed is obtained, the CPU 30 calculates the address of the VRAM 35 corresponding to the pixel and the bit position in the address,
Write 1-bit data "1" to the bit position. This is the process in step 195 in FIG.

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

【図1】簡易CADシステムおよび設計支援用CADシ
ステムのソフトウエア上の構成を示す機能ブロック図で
ある。
FIG. 1 is a functional block diagram showing a software configuration of a simple CAD system and a CAD system for design support.

【図2】簡易CADシステム上において,制御点が縮退
していない3次ベジェ曲線の描き方を説明する図であ
り,(A) は始点が指定された様子を示し,(B) は始点に
おける接線が指定された様子を示し,(C) は終点が指定
された様子を示し,(D) は終点における接線が指定され
た様子を示す。
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating how to draw a cubic Bezier curve in which a control point is not degenerated on a simple CAD system. FIG. 2A shows a state in which a start point is specified, and FIG. (C) shows the state where the end point is specified, and (D) shows the state where the tangent at the end point is specified.

【図3】簡易CADシステム上において,制御点が縮退
した3次ベジェ曲線の描き方を説明する図であり,(A)
は始点が指定された様子を示し,(B) は終点が指定され
た様子を示し,(C) は終点における接線が指定された様
子を示す。
FIG. 3 is a diagram for explaining how to draw a cubic Bezier curve with degenerated control points on a simple CAD system;
Indicates a state in which a start point is specified, (B) indicates a state in which an end point is specified, and (C) indicates a state in which a tangent at the end point is specified.

【図4】簡易CADシステムによって描かれた製品のイ
ラストの一例を示す。
FIG. 4 shows an example of a product illustration drawn by a simple CAD system.

【図5】EPSFデータ・ファイルの一例を示す。FIG. 5 shows an example of an EPSF data file.

【図6】EPSFデータ・ファイルの一例を示す。FIG. 6 shows an example of an EPSF data file.

【図7】EPSFデータ・ファイルの一例を示す。FIG. 7 shows an example of an EPSF data file.

【図8】図4に示すイラストにおいて,その一部の図形
要素を強調して示すものである。
FIG. 8 is a diagram in which some graphic elements are emphasized in the illustration shown in FIG. 4;

【図9】IGESデータ・ファイルの一例を示す。FIG. 9 shows an example of an IGES data file.

【図10】IGESデータ・ファイルの一例を示す。FIG. 10 shows an example of an IGES data file.

【図11】IGESデータ・ファイルの一例を示す。FIG. 11 shows an example of an IGES data file.

【図12】設計支援用CADシステムにおける次数変換
処理の全体的な手順を示すフロー・チャートである。
FIG. 12 is a flowchart showing an overall procedure of an order conversion process in the CAD system for design support.

【図13】CADデータ・ファイルの一例を示す。FIG. 13 shows an example of a CAD data file.

【図14】設計支援用CADシステム上で表示される,
CADデータ・ファイルによって表される製品を示す。
FIG. 14 is displayed on a CAD system for design support.
Shows the product represented by the CAD data file.

【図15】図14の製品を表す図において,一部の図形要
素について制御点を示すものである。
FIG. 15 shows control points for some graphic elements in the figure showing the product of FIG. 14;

【図16】3次ベジェ曲線から5次ベジェ曲線への次数
変換処理の手順を示すフロー・チャートである。
FIG. 16 is a flowchart showing a procedure of order conversion processing from a cubic Bezier curve to a quintic Bezier curve.

【図17】3次ベジェ曲線から5次ベジェ曲線への次数
変換を説明するものであり,(A)は3次ベジェ曲線を規
定する4個の制御点と3次ベジェ曲線上の6個の点とを
示し,(B) は始点および終点における2つの単位接線ベ
クトルを示し,(C) は次数変換された5次ベジェ曲線を
規定する6個の制御点を示す。
17A and 17B are diagrams for explaining order conversion from a cubic Bezier curve to a quintic Bezier curve. FIG. 17A illustrates four control points defining a cubic Bezier curve and six control points on the cubic Bezier curve. (B) shows two unit tangent vectors at a start point and an end point, and (C) shows six control points defining a degree-converted fifth-order Bezier curve.

【図18】3次ベジェ曲線上の点を計算する処理手順を
示すフロー・チャートである。
FIG. 18 is a flowchart showing a processing procedure for calculating a point on a cubic Bezier curve.

【図19】5次ベジェ曲線を規定する6個の制御点を計
算する処理手順を示すフロー・チャートである。
FIG. 19 is a flowchart illustrating a processing procedure for calculating six control points that define a fifth-order Bezier curve.

【図20】縮退がない3次ベジェ曲線を次数変換して得
られるCADデータ・ファイルの一例を示す。
FIG. 20 shows an example of a CAD data file obtained by order-converting a cubic Bezier curve without degeneration.

【図21】縮退がない3次ベジェ曲線を次数変換して得
られるベジェ曲線の制御点を示す。
FIG. 21 shows control points of a Bezier curve obtained by performing degree conversion on a cubic Bezier curve without degeneration.

【図22】3次ベジェ曲線の始点または終点において制
御点が縮退している場合の3次ベジェ曲線から5次ベジ
ェ曲線への次数変換の処理手順を示すフロー・チャート
である。
FIG. 22 is a flowchart showing a processing procedure for order conversion from a cubic Bezier curve to a quintic Bezier curve when control points are degenerated at the start point or end point of the cubic Bezier curve.

【図23】3次ベジェ曲線の始点または終点において制
御点が縮退している場合の始点および終点における単位
接線ベクトルを計算する処理手順を示すフロー・チャー
トである。
FIG. 23 is a flowchart showing a processing procedure for calculating a unit tangent vector at a start point and an end point when a control point is degenerated at a start point or an end point of a cubic Bezier curve.

【図24】縮退をもつ3次ベジェ曲線を次数変換して得
られるCADデータ・ファイルの一例を示す。
FIG. 24 shows an example of a CAD data file obtained by performing degree conversion on a degenerate cubic Bezier curve.

【図25】縮退をもつ3次ベジェ曲線を次数変換して得
られる5次ベジェ曲線の制御点を示す。
FIG. 25 shows control points of a fifth-order Bezier curve obtained by performing degree conversion on a degenerate cubic Bezier curve.

【図26】3次ベジェ曲線の始点または終点において制
御点が縮退している場合の3次ベジェ曲線から5次ベジ
ェ曲線への次数変換処理の手順を示すフロー・チャート
である。
FIG. 26 is a flowchart illustrating a procedure of order conversion processing from a cubic Bezier curve to a quintic Bezier curve when control points are degenerated at the start point or end point of the cubic Bezier curve.

【図27】5次ベジェ曲線上の点を与えるパラメータの
再計算を説明する図である。
FIG. 27 is a diagram illustrating recalculation of a parameter that gives a point on a fifth-order Bezier curve.

【図28】5次ベジェ曲線上の点を与えるパラメータの
再計算処理の手順を示すフロー・チャートである。
FIG. 28 is a flowchart showing a procedure of recalculation processing of a parameter that gives a point on a fifth-order Bezier curve.

【図29】3次ベジェ曲線を5次ベジェ曲線に次数変換
することによって得られるCADデータ・ファイルを示
す。
FIG. 29 shows a CAD data file obtained by order-converting a cubic Bezier curve into a quintic Bezier curve.

【図30】3次ベジェ曲線を5次ベジェ曲線に次数変換
することによって得られるCADデータ・ファイルによ
り表される製品の形状を示す。
FIG. 30 shows a product shape represented by a CAD data file obtained by order-converting a cubic Bezier curve into a quintic Bezier curve.

【図31】設計支援用CADシステムのハードウエア構
成を示すブロック図である。
FIG. 31 is a block diagram illustrating a hardware configuration of a CAD system for design support.

【図32】ベジェ曲線を表示する処理の手順を示すフロ
ー・チャートである。
FIG. 32 is a flowchart showing a procedure of processing for displaying a Bezier curve.

【図33】表示画面上で直線を描画する様子を示す。FIG. 33 shows how a straight line is drawn on the display screen.

【図34】直線の描画の処理手順を示すフロー・チャー
トである。
FIG. 34 is a flowchart showing a processing procedure for drawing a straight line.

【図35】表示画面上の座標とビット・マップ・メモリ
の記憶場所のデータとの関係を示す。
FIG. 35 shows a relationship between coordinates on a display screen and data of a storage location of a bit map memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 簡易CADシステム 11 EPSFデータ・ベース 12 IGESデータ変換処理 20 設計支援用CADシステム 21 CADデータ変換処理 22 CADデータ・ベース 23 次数変換処理 10 Simple CAD system 11 EPSF data base 12 IGES data conversion processing 20 CAD system for design support 21 CAD data conversion processing 22 CAD data base 23 Order conversion processing

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 山口富士夫著 日刊工業新聞社刊 コ ンピュータディスプレイによる形状処理 工学[▲II▼] 37−42頁 「5・ 1・8 BEZIERの曲面セグメント の次数増加」 日本機械学会論文集C 56巻 531号 3123−3129頁 横山正明ほか 「BE SIER曲面による規定曲面近似の誤差 解析」 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06F 17/50 G06T 11/20 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References Fujio Yamaguchi Shape processing by computer display published by Nikkan Kogyo Shimbun [II] pp. 37-42 "5.1.8 Increase in degree of curved surface segment of BEZIER" Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers C 56 531 pp. 3123-3129 Masaaki Yokoyama et al. "Error Analysis of Specified Surface Approximation by BE SIER Surface" (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G06F 17/50 G06T 11/20 JICST file (JOIS)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1のCADシステムと第2のCADシ
ステムとから構成されるデザイン・システムであって, 上記第1のCADシステムは第1のデータ・ファイルと
第1の変換手段とを備え, 上記第1のデータ・ファイルは曲線をもつ製品のイラス
トを表わすデータの集まりであり, 上記第1のデータ・ファイルは上記曲線を表わす3次ベ
ジェ曲線を規定する制御点データを含み, 上記第1の変換手段は,上記第1のデータ・ファイル
を,複数種類のCADシステムに共通のデータ・フォー
マットを持つ共通データ・ファイルに変換するものであ
り, 上記第2のCADシステムは第2の変換手段とCADデ
ータ・ベースとを備え, 上記第2の変換手段は,上記第1のCADシステムから
伝達された上記共通データ・ファイルを,上記第2のC
ADシステムに固有のデータ・フォーマットを持つCA
Dデータ・ファイルに変換するものであり, 上記CADデータ・ベースは,3次ベジェ曲線を規定す
る制御点データを含む,変換後の上記CADデータ・フ
ァイルを記憶するものである, そのような上記デザイン・システムにおいて, 上記第2のCADシステムはさらに,3次ベジェ曲線を
規定する制御点データを5次ベジェ曲線を規定する制御
点データに変換するデータ変換手段と,このデータ変換
手段によって変換されたCADデータ・ファイルに基づ
いて製品を表わす画像を表示装置に表示する表示制御手
段とを備え, 上記データ変換手段は, 上記CADデータ・ベースに記憶されたCADデータ・
ファイルから3次ベジェ曲線を表わすデータを抽出する
ベジェ曲線抽出手段, 3次ベジェ曲線上の6個の点をそれぞれ与える6個の第
1のパラメータを,所定の範囲内で等間隔に決定する第
1のパラメータ決定手段, 上記第1のパラメータ決定手段によって決定された6個
の第1のパラメータと,3次ベジェ曲線を規定する制御
点データとを用いて3次ベジェ曲線上の6個の点を表す
座標データを決定する座標決定手段, 3次ベジェ曲線の始点および終点のそれぞれにおける勾
配を表す2つの単位接線ベクトルを,3次ベジェ曲線を
規定する制御点データを用いて決定し,3次ベジェ曲線
の始点または終点において制御点が縮退しているときに
は近似して決定する接線ベクトル決定手段, 上記座標決定手段によって決定された3次ベジェ曲線上
の6個の点を表す座標データを用いて,3次ベジェ曲線
の始点から各点までの3次ベジェ曲線の長さに応じた6
個の第2のパラメータを決定する第2のパラメータ決定
手段,ならびに上記3次ベジェ曲線の長さに応じて決定
された6個の第2のパラメータと,上記3次ベジェ曲線
上の6個の点を表す座標データと,上記3次ベジェ曲線
の始点および終点のそれぞれにおける2つの単位接線ベ
クトルとに基づいて,3次ベジェ曲線の始点および終点
における勾配を保存し,かつ3次ベジェ曲線上の点また
はその近傍を通るように,5次ベジェ曲線を規定する制
御点データを決定する制御点決定手段を備え, 上記表示制御手段は, 上記データ変換手段により変換された5次ベジェ曲線を
規定する制御点データを含むCADデータに基づいて製
品を表示するためのデータを作成する手段,および上記
表示データをビット・マップ・メモリ上に展開する手段
を備え, ビット・マップ・メモリ上に展開された表示データによ
って反映される製品の画像が上記表示装置に表示され
る, CADシステム。
1. A design system comprising a first CAD system and a second CAD system, wherein the first CAD system includes a first data file and first conversion means. The first data file is a collection of data representing an illustration of a product having a curve; the first data file includes control point data defining a cubic Bezier curve representing the curve; The first conversion means converts the first data file into a common data file having a data format common to a plurality of types of CAD systems, and the second CAD system performs the second conversion. And a CAD data base, wherein the second converting means converts the common data file transmitted from the first CAD system into the second data file. C
CA with data format specific to AD system
The CAD data base stores the converted CAD data file including control point data defining a cubic Bezier curve. In the design system, the second CAD system further includes data conversion means for converting control point data defining a cubic Bezier curve into control point data defining a quintic Bezier curve; Display control means for displaying an image representing a product on a display device based on the CAD data file. The data conversion means includes a CAD data file stored in the CAD data base.
Bezier curve extracting means for extracting data representing a cubic Bezier curve from a file, a sixth parameter for determining six first parameters for giving six points on the cubic Bezier curve at regular intervals within a predetermined range. (1) parameter determining means, six points on the cubic Bezier curve using the six first parameters determined by the first parameter determining means and control point data defining the cubic Bezier curve A coordinate determining means for determining coordinate data representing a cubic Bezier curve; two unit tangent vectors representing gradients at each of a start point and an end point of a cubic Bezier curve are determined using control point data defining a cubic Bezier curve; A tangent vector determining means which is determined by approximation when the control point is degenerate at the start point or the end point of the Bezier curve; a cubic Bezier determined by the coordinate determining means Using the coordinate data representing the six points on the line, six points corresponding to the length of the cubic Bezier curve from the starting point of the cubic Bezier curve to each point are used.
Parameter determining means for determining the second parameters, six second parameters determined according to the length of the cubic Bezier curve, and six parameters on the cubic Bezier curve. Based on the coordinate data representing a point and the two unit tangent vectors at the start and end points of the cubic Bezier curve, the gradients at the start and end points of the cubic Bezier curve are stored, and Control point determining means for determining control point data defining a fifth-order Bezier curve so as to pass through the point or the vicinity thereof, wherein the display control means defines a fifth-order Bezier curve converted by the data converting means; Means for creating data for displaying a product based on CAD data including control point data, and means for expanding the display data on a bit map memory For example, an image of the product to be reflected by the display data developed in the bit map memory is displayed on the display device, CAD system.
【請求項2】 3次ベジェ曲線を規定する制御点データ
を含むCADデータ・ファイルを記憶したCADデータ
・ベースと,上記3次ベジェ曲線を規定する制御点デー
タを5次ベジェ曲線を規定する制御点データに変換する
データ変換手段と,このデータ変換手段によって変換さ
れたCADデータ・ファイルに基づいて製品を表わす画
像を表示装置に表示する表示制御手段とを備え, 上記データ変換手段は, 上記CADデータ・ベースに記憶されたCADデータ・
ファイルから3次ベジェ曲線を表わすデータを抽出する
ベジェ曲線抽出手段, 3次ベジェ曲線上の6個の点をそれぞれ与える6個の第
1のパラメータを,所定の範囲内で等間隔に決定する第
1のパラメータ決定手段, 上記第1のパラメータ決定手段によって決定された6個
の第1のパラメータと,3次ベジェ曲線を規定する制御
点データとを用いて3次ベジェ曲線上の6個の点を表す
座標データを決定する座標決定手段, 3次ベジェ曲線の始点および終点のそれぞれにおける勾
配を表す2つの単位接線ベクトルを,3次ベジェ曲線を
規定する制御点データを用いて決定し,3次ベジェ曲線
の始点または終点において制御点が縮退しているときに
は近似して決定する接線ベクトル決定手段, 上記座標決定手段によって決定された3次ベジェ曲線上
の6個の点を表す座標データを用いて,3次ベジェ曲線
の始点から各点までの3次ベジェ曲線の長さに応じた6
個の第2のパラメータを決定する第2のパラメータ決定
手段,ならびに上記3次ベジェ曲線の長さに応じて決定
された6個の第2のパラメータと,上記3次ベジェ曲線
上の6個の点を表す座標データと,上記3次ベジェ曲線
の始点および終点のそれぞれにおける2つの単位接線ベ
クトルとに基づいて,3次ベジェ曲線の始点および終点
における勾配を保存し,かつ3次ベジェ曲線上の点また
はその近傍を通るように,5次ベジェ曲線を規定する制
御点データを決定する制御点決定手段を備え, 上記表示制御手段は, 上記データ変換手段により変換された5次ベジェ曲線を
規定する制御点データを含むCADデータに基づいて製
品を表示するためのデータを作成する手段,および上記
表示データをビット・マップ・メモリ上に展開する手段
を備え, ビット・マップ・メモリ上に展開された表示データによ
って反映される製品の画像が上記表示装置に表示され
る, CADシステム。
2. A CAD data base storing a CAD data file containing control point data defining a cubic Bezier curve, and a control defining a quintic Bezier curve using the control point data defining the cubic Bezier curve. Data conversion means for converting the data into point data; and display control means for displaying an image representing a product on a display device based on the CAD data file converted by the data conversion means. CAD data stored in the database
Bezier curve extracting means for extracting data representing a cubic Bezier curve from a file, a sixth parameter for determining six first parameters for giving six points on the cubic Bezier curve at regular intervals within a predetermined range. (1) parameter determining means, six points on the cubic Bezier curve using the six first parameters determined by the first parameter determining means and control point data defining the cubic Bezier curve A coordinate determining means for determining coordinate data representing a cubic Bezier curve; two unit tangent vectors representing gradients at each of a start point and an end point of a cubic Bezier curve are determined using control point data defining a cubic Bezier curve; A tangent vector determining means which is determined by approximation when the control point is degenerate at the start point or the end point of the Bezier curve; a cubic Bezier determined by the coordinate determining means Using the coordinate data representing the six points on the line, six points corresponding to the length of the cubic Bezier curve from the starting point of the cubic Bezier curve to each point are used.
Parameter determining means for determining the second parameters, six second parameters determined according to the length of the cubic Bezier curve, and six parameters on the cubic Bezier curve. Based on the coordinate data representing a point and the two unit tangent vectors at the start and end points of the cubic Bezier curve, the gradients at the start and end points of the cubic Bezier curve are stored, and Control point determining means for determining control point data defining a fifth-order Bezier curve so as to pass through the point or the vicinity thereof, wherein the display control means defines a fifth-order Bezier curve converted by the data converting means; Means for creating data for displaying a product based on CAD data including control point data, and means for expanding the display data on a bit map memory For example, an image of the product to be reflected by the display data developed in the bit map memory is displayed on the display device, CAD system.
【請求項3】 第1のCADシステムと第2のCADシ
ステムとから構成されるデザイン・システムであって, 上記第1のCADシステムは第1のデータ・ファイルと
第1の変換手段とを備え, 上記第1のデータ・ファイルは曲線をもつ製品のイラス
トを表わすデータの集まりであり, 上記第1のデータ・ファイルは上記曲線を表わすn次ベ
ジェ曲線を規定する制御点データを含み, 上記第1の変換手段は,上記第1のデータ・ファイル
を,複数種類のCADシステムに共通のデータ・フォー
マットを持つ共通データ・ファイルに変換するものであ
り, 上記第2のCADシステムは第2の変換手段とCADデ
ータ・ベースとを備え, 上記第2の変換手段は,上記第1のCADシステムから
伝達された上記共通データ・ファイルを,上記第2のC
ADシステムに固有のデータ・フォーマットを持つCA
Dデータ・ファイルに変換するものであり, 上記CADデータ・ベースは,n次ベジェ曲線を規定す
る制御点データを含む,変換後の上記CADデータ・フ
ァイルを記憶するものである, そのような上記デザイン・システムにおいて, 上記第2のCADシステムはさらに,n次ベジェ曲線を
規定する制御点データをm次ベジェ曲線を規定する制御
点データに変換するデータ変換手段と,このデータ変換
手段によって変換されたCADデータ・ファイルに基づ
いて製品を表わす画像を表示装置に表示する表示制御手
段とを備え, 上記データ変換手段は, 上記CADデータ・ベースに記憶されたCADデータ・
ファイルからn次ベジェ曲線を表わすデータを抽出する
ベジェ曲線抽出手段, n次ベジェ曲線上の(m+1)個の点をそれぞれ与える
(m+1)個の第1のパラメータを,所定の範囲内で等
間隔に決定する第1のパラメータ決定手段, 上記第1のパラメータ決定手段によって決定された(m
+1)個の第1のパラメータと,n次ベジェ曲線を規定
する制御点データとを用いてn次ベジェ曲線上の(m+
1)個の点を表す座標データを決定する座標決定手段, n次ベジェ曲線の始点および終点のそれぞれにおける勾
配を表す2つの単位接線ベクトルを,n次ベジェ曲線を
規定する制御点データを用いて決定し,n次ベジェ曲線
の始点または終点において制御点が縮退しているときに
は近似して決定する接線ベクトル決定手段, 上記座標決定手段によって決定されたn次ベジェ曲線上
の(m+1)個の点を表す座標データを用いて,n次ベ
ジェ曲線の始点から各点までのn次ベジェ曲線の長さに
応じた(m+1)個の第2のパラメータを決定する第2
のパラメータ決定手段,ならびに上記n次ベジェ曲線の
長さに応じて決定された(m+1)個の第2のパラメー
タと,上記n次ベジェ曲線上の(m+1)個の点を表す
座標データと,上記n次ベジェ曲線の始点および終点の
それぞれにおける2つの単位接線ベクトルとに基づい
て,n次ベジェ曲線の始点および終点における勾配を保
存し,かつn次ベジェ曲線上の点またはその近傍を通る
ように,m次ベジェ曲線を規定する制御点データを決定
する制御点決定手段を備え, 上記表示制御手段は, 上記データ変換手段により変換されたm次ベジェ曲線を
規定する制御点データを含むCADデータに基づいて製
品を表示するためのデータを作成する手段,および上記
表示データをビット・マップ・メモリ上に展開する手段
を備え, ビット・マップ・メモリ上に展開された表示データによ
って反映される製品の画像が上記表示装置に表示され
る, CADシステム。
3. A design system comprising a first CAD system and a second CAD system, wherein the first CAD system includes a first data file and first conversion means. The first data file is a collection of data representing an illustration of a product having a curve; the first data file includes control point data defining an nth-order Bezier curve representing the curve; The first conversion means converts the first data file into a common data file having a data format common to a plurality of types of CAD systems, and the second CAD system performs the second conversion. And a CAD data base, wherein the second converting means converts the common data file transmitted from the first CAD system into the second data file. C
CA with data format specific to AD system
The CAD data base stores the converted CAD data file including control point data that defines an nth-order Bezier curve. In the design system, the second CAD system further includes data conversion means for converting control point data defining an nth-order Bezier curve into control point data defining an mth-order Bezier curve, and data converted by the data conversion means. Display control means for displaying an image representing a product on a display device based on the CAD data file. The data conversion means includes a CAD data file stored in the CAD data base.
Bezier curve extracting means for extracting data representing an nth-order Bezier curve from a file, (m + 1) first parameters giving (m + 1) points on the nth-order Bezier curve at regular intervals within a predetermined range First parameter determining means, which is determined by the first parameter determining means (m
(M +) on the n-th order Bezier curve using (+1) first parameters and control point data defining the n-th order Bezier curve.
1) coordinate determining means for determining coordinate data representing points; two unit tangent vectors representing gradients at each of a starting point and an ending point of an nth-order Bezier curve are obtained by using control point data defining an nth-order Bezier curve; A tangent vector determining means for determining the control point at the start point or the end point of the nth-order Bezier curve when the control point is degenerate, and (m + 1) points on the nth-order Bezier curve determined by the coordinate determining means Is used to determine (m + 1) second parameters corresponding to the length of the nth-order Bezier curve from the start point of the nth-order Bezier curve to each point using the coordinate data representing
And (m + 1) second parameters determined according to the length of the nth-order Bezier curve, coordinate data representing (m + 1) points on the nth-order Bezier curve, Based on the two unit tangent vectors at the start point and end point of the nth-order Bezier curve, the gradient at the start point and the end point of the nth-order Bezier curve is preserved, and the gradient is passed at or near a point on the nth-order Bezier curve. Further comprising control point determining means for determining control point data defining an m-dimensional Bezier curve, wherein the display control means comprises: CAD data containing control point data defining the m-dimensional Bezier curve converted by the data conversion means. Means for creating data for displaying a product based on the data, and means for expanding the display data on a bit map memory. And products of the image reflected by the display data expanded on the memory is displayed on the display device, CAD system.
【請求項4】 n次ベジェ曲線を規定する制御点データ
を含むCADデータ・ファイルを記憶したCADデータ
・ベースと,上記n次ベジェ曲線を規定する制御点デー
タをm次ベジェ曲線を規定する制御点データに変換する
データ変換手段と,このデータ変換手段によって変換さ
れたCADデータ・ファイルに基づいて製品を表わす画
像を表示装置に表示する表示制御手段とを備え, 上記データ変換手段は, 上記CADデータ・ベースに記憶されたCADデータ・
ファイルからn次ベジェ曲線を表わすデータを抽出する
ベジェ曲線抽出手段, n次ベジェ曲線上の(m+1)個の点をそれぞれ与える
(m+1)個の第1のパラメータを,所定の範囲内で等
間隔に決定する第1のパラメータ決定手段, 上記第1のパラメータ決定手段によって決定された(m
+1)個の第1のパラメータと,n次ベジェ曲線を規定
する制御点データとを用いてn次ベジェ曲線上の(m+
1)個の点を表す座標データを決定する座標決定手段, n次ベジェ曲線の始点および終点のそれぞれにおける勾
配を表す2つの単位接線ベクトルを,n次ベジェ曲線を
規定する制御点データを用いて決定し,n次ベジェ曲線
の始点または終点において制御点が縮退しているときに
は近似して決定する接線ベクトル決定手段, 上記座標決定手段によって決定されたn次ベジェ曲線上
の(m+1)個の点を表す座標データを用いて,n次ベ
ジェ曲線の始点から各点までのn次ベジェ曲線の長さに
応じた(m+1)個の第2のパラメータを決定する第2
のパラメータ決定手段,ならびに上記n次ベジェ曲線の
長さに応じて決定された(m+1)個の第2のパラメー
タと,上記n次ベジェ曲線上の(m+1)個の点を表す
座標データと,上記n次ベジェ曲線の始点および終点の
それぞれにおける2つの単位接線ベクトルとに基づい
て,n次ベジェ曲線の始点および終点における勾配を保
存し,かつn次ベジェ曲線上の点またはその近傍を通る
ように,m次ベジェ曲線を規定する制御点データを決定
する制御点決定手段を備え, 上記表示制御手段は, 上記データ変換手段により変換されたm次ベジェ曲線を
規定する制御点データを含むCADデータに基づいて製
品を表示するためのデータを作成する手段,および上記
表示データをビット・マップ・メモリ上に展開する手段
を備え, ビット・マップ・メモリ上に展開された表示データによ
って反映される製品の画像が上記表示装置に表示され
る, CADシステム。
4. A CAD data base storing a CAD data file containing control point data defining an n-th order Bezier curve, and a control for defining the m-th order Bezier curve using the control point data defining the n-order Bezier curve. Data conversion means for converting the data into point data; and display control means for displaying an image representing a product on a display device based on the CAD data file converted by the data conversion means. CAD data stored in the database
Bezier curve extracting means for extracting data representing an nth-order Bezier curve from a file, (m + 1) first parameters giving (m + 1) points on the nth-order Bezier curve at regular intervals within a predetermined range First parameter determining means, which is determined by the first parameter determining means (m
(M +) on the n-th order Bezier curve using (+1) first parameters and control point data defining the n-th order Bezier curve.
1) coordinate determining means for determining coordinate data representing points; two unit tangent vectors representing gradients at each of a starting point and an ending point of an nth-order Bezier curve are obtained by using control point data defining an nth-order Bezier curve; A tangent vector determining means for determining the control point at the start point or the end point of the nth-order Bezier curve when the control point is degenerate, and (m + 1) points on the nth-order Bezier curve determined by the coordinate determining means Is used to determine (m + 1) second parameters corresponding to the length of the nth-order Bezier curve from the start point of the nth-order Bezier curve to each point using the coordinate data representing
And (m + 1) second parameters determined according to the length of the nth-order Bezier curve, coordinate data representing (m + 1) points on the nth-order Bezier curve, Based on the two unit tangent vectors at the start point and end point of the nth-order Bezier curve, the gradient at the start point and the end point of the nth-order Bezier curve is preserved, and the gradient is passed at or near a point on the nth-order Bezier curve. Further comprising control point determining means for determining control point data defining an m-dimensional Bezier curve, wherein the display control means comprises: CAD data containing control point data defining the m-dimensional Bezier curve converted by the data conversion means. Means for creating data for displaying a product based on the data, and means for expanding the display data on a bit map memory. And products of the image reflected by the display data expanded on the memory is displayed on the display device, CAD system.
【請求項5】 製品を表わす画像を表示するために,そ
の画像を表わすデータをビット・マップ・メモリ上に展
開するために必要な基礎データのファイルであって,製
品の曲線を表わすn次ベジェ曲線を規定する制御点デー
タを含むCADデータ・ファイルを記憶するCADデー
タ・ベースを備えたCADシステムにおいて,n次ベジ
ェ曲線を規定する制御点データをm次ベジェ曲線を規定
する制御点データに変換するデータ変換装置であり, 上記CADデータ・ベースに記憶されたCADデータ・
ファイルからn次ベジェ曲線を表わすデータを抽出する
ベジェ曲線抽出手段, n次ベジェ曲線上の(m+1)個の点をそれぞれ与える
(m+1)個のパラメータを,あらかじめ定められたパ
ラメータのとりうる範囲内で等間隔に決定する第1のパ
ラメータ決定手段, 上記第1のパラメータ決定手段によって決定された(m
+1)個のパラメータと,n次ベジェ曲線を規定する制
御点データとを用いてn次ベジェ曲線上の(m+1)個
の点を表す座標データを決定する座標決定手段, n次ベジェ曲線の始点および終点のそれぞれにおける勾
配を表す2つの単位接線ベクトルを,n次ベジェ曲線を
規定する制御点データを用いて決定する接線ベクトル決
定手段,ならびに上記n次ベジェ曲線上の(m+1)個
の点をそれぞれ与える(m+1)個のパラメータと,上
記n次ベジェ曲線上の(m+1)個の点を表す座標デー
タと,上記n次ベジェ曲線の始点および終点のそれぞれ
における2つの単位接線ベクトルとに基づいて,n次ベ
ジェ曲線の始点および終点における勾配を保存し,かつ
n次ベジェ曲線上の点またはその近傍を通るように,m
次ベジェ曲線を規定する制御点データを決定する制御点
決定手段, を備えたCADシステムにおけるベジェ曲線のデータ変
換装置。
5. An n-dimensional Bezier file, which is a file of basic data required to display data representing an image on a bit map memory in order to display an image representing a product, In a CAD system having a CAD data base for storing a CAD data file including control point data defining a curve, control point data defining an nth-order Bezier curve is converted into control point data defining an mth-order Bezier curve. A data conversion device that converts the CAD data stored in the CAD data base
Bezier curve extracting means for extracting data representing an nth-order Bezier curve from a file, wherein (m + 1) parameters for giving (m + 1) points on the nth-order Bezier curve are set within a predetermined parameter range. The first parameter determining means for determining at equal intervals by (1), the first parameter determining means (m
Coordinate determining means for determining coordinate data representing (m + 1) points on the nth-order Bezier curve using +1) parameters and control point data defining the nth-order Bezier curve; start point of the nth-order Bezier curve And a tangent vector determining means for determining two unit tangent vectors representing gradients at each of the end points using control point data defining an n-dimensional Bezier curve, and (m + 1) points on the n-dimensional Bezier curve. Based on the given (m + 1) parameters, coordinate data representing (m + 1) points on the nth-order Bezier curve, and two unit tangent vectors at the start point and end point of the nth-order Bezier curve, respectively. , Preserve the gradients at the start and end points of the n th order Bezier curve, and pass
A data conversion device for a Bezier curve in a CAD system, comprising: control point determining means for determining control point data defining a next Bezier curve.
【請求項6】 上記接線ベクトル決定手段は,n次ベジ
ェ曲線の始点または終点において制御点が縮退している
とき,単位接線ベクトルを近似して決定するものであ
る,請求項5に記載のデータ変換装置。
6. The data according to claim 5, wherein said tangent vector determining means approximates and determines a unit tangent vector when a control point is degenerated at a start point or an end point of an nth-order Bezier curve. Conversion device.
【請求項7】 上記座標決定手段によって決定されたn
次ベジェ曲線上の(m+1)個の点を表す座標データを
用いて,n次ベジェ曲線の始点から各点までのn次ベジ
ェ曲線の長さに応じた(m+1)個のパラメータを決定
する第2のパラメータ決定手段をさらに備え, 上記制御点決定手段は,上記第1のパラメータ決定手段
によって等間隔に決定されたパラメータの代わりに,上
記第2のパラメータ決定手段によってn次ベジェ曲線の
長さに応じて決定されたパラメータを用いて,上記制御
点データを決定するものである, 請求項6に記載のデータ変換装置。
7. The n determined by the coordinate determining means.
Using coordinate data representing (m + 1) points on the next-order Bezier curve, determining (m + 1) parameters corresponding to the length of the n-th order Bezier curve from the starting point of the n-th order Bezier curve to each point. And the control point determining means, instead of the parameters determined at equal intervals by the first parameter determining means, the length of the n-th order Bezier curve by the second parameter determining means. 7. The data conversion device according to claim 6, wherein the control point data is determined by using a parameter determined according to the control point data.
【請求項8】 m次ベジェ曲線を規定する制御点データ
を含むCADデータに基づいて製品を表示するためのデ
ータを作成し,この表示データをビット・マップ・メモ
リ上に展開する手段をさらに備え, 上記ビット・マップ・メモリ上に展開されたデータによ
って反映される製品の画像が表示装置に表示される,請
求項5に記載のデータ変換装置。
8. The apparatus further comprises means for creating data for displaying a product based on CAD data including control point data defining an m-dimensional Bezier curve, and expanding the display data on a bit map memory. 6. The data conversion device according to claim 5, wherein an image of the product reflected by the data developed on the bit map memory is displayed on a display device.
【請求項9】 n=3およびm=5である,請求項5に
記載のデータ変換装置。
9. The data conversion device according to claim 5, wherein n = 3 and m = 5.
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山口富士夫著 日刊工業新聞社刊 コンピュータディスプレイによる形状処理工学[▲II▼] 37−42頁 「5・1・8 BEZIERの曲面セグメントの次数増加」
日本機械学会論文集C 56巻 531号 3123−3129頁 横山正明ほか 「BESIER曲面による規定曲面近似の誤差解析」

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