JP3019283B2 - Curved boundary condition generator - Google Patents

Curved boundary condition generator

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JP3019283B2
JP3019283B2 JP5133292A JP13329293A JP3019283B2 JP 3019283 B2 JP3019283 B2 JP 3019283B2 JP 5133292 A JP5133292 A JP 5133292A JP 13329293 A JP13329293 A JP 13329293A JP 3019283 B2 JP3019283 B2 JP 3019283B2
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boundary
curve
vector
curved surface
boundary condition
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耕太郎 小笠原
耕市 上田
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ援用設計
(CAD)やコンピュータ援用生産(CAM)等の形状
処理分野において、隣合う曲面と滑らかに接続された曲
面を生成する際に用いる境界条件の生成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boundary condition used for generating a curved surface that is smoothly connected to an adjacent curved surface in the field of shape processing such as computer-aided design (CAD) and computer-aided production (CAM). Regarding generation.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、境界横断ベクトルを算出する
際、曲面を内挿しようとしている領域(以降、内挿領域
と言う)の境界部分が曲面で定義されている場合(図1
0(a)参照)は、その曲面の境界横断ベクトルをその
まま取り出し、内挿領域の境界横断ベクトルとする。曲
面がベジェ曲面のように制御頂点により定義される曲面
である場合は、境界曲線部分を表す制御頂点列と、その
境界曲線部分に横断方向に接続する制御頂点列とによ
り、境界横断ベクトルを与えることができる。
2. Description of the Related Art Generally, when calculating a boundary crossing vector, a boundary portion of a region where a curved surface is to be interpolated (hereinafter referred to as an interpolated region) is defined by a curved surface (FIG. 1).
0 (a)), the boundary crossing vector of the curved surface is extracted as it is, and is taken as the boundary crossing vector of the interpolation area. When the surface is a surface defined by control vertices such as a Bezier surface, a boundary traversal vector is given by a control vertex sequence representing a boundary curve portion and a control vertex sequence connected to the boundary curve portion in a transverse direction. be able to.

【0003】また、内挿領域の境界部分が曲線で与えら
れている場合(図10(b)参照)は、共立出版株式会
社刊、鳥谷浩志・千代倉弘明・著「3次元CADの基礎
と応用」に述べられているように、境界曲線上に以下の
接平面連続条件を表す式 i(v)∂Sb(0,v)/∂u= k(v)∂S
a(0,v)/∂u+ h(v)∂Sa(0,v)/∂v (但し、i(v)、k(v)、h(v)はvをパラメー
タとするスカラー関数を表す)を与えて、境界横断ベク
トルを求めるのが一般的であった。その際、スカラー関
数としては、以下のような線形の関数が用いられる。
Also, the boundary of the interpolation area is given by a curve.
(See Figure 10 (b))
Published by Hiroshi Toritani and Hiroaki Chiyokura, "Basics of 3D CAD"
And applications, as described in
Expression i (v) ∂S representing tangent plane continuity conditionb(0, v) / ∂u = k (v) ∂S
a(0, v) / ∂u + h (v) ∂Sa(0, v) / ∂v (where i (v), k (v) and h (v) are parameters of v
Scalar function)
It was common to seek torr. At that time,
As the numbers, the following linear functions are used.

【0004】i(v)=1 k(v)=k0 (1−v)+k1 v h(v)=h0 (1−v)+h1 v ここで、k0 ,k1 ,h0 ,h1 は、任意のスカラー定
数を表す。
[0004] i (v) = 1 k ( v) = k 0 (1-v) + k 1 v h (v) = h 0 (1-v) + h 1 v Here, k 0, k 1, h 0 , H 1 represents an arbitrary scalar constant.

【0005】この方法では境界曲線としてベジェ曲線が
用いられ、スカラー定数k0 ,k1,h0 ,h1 は境界
曲線の両端点に接続する制御頂点(図10(b)におけ
るa0,b0,c0、及びa3,b3,c2)により与
えられる。
In this method, a Bezier curve is used as a boundary curve, and scalar constants k 0 , k 1 , h 0 , and h 1 are used as control vertices (a 0, b 0, and b 0 in FIG. 10B) connected to both end points of the boundary curve. c0 and a3, b3, c2).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法では、境界横断ベクトルを求める曲線ネッ
ト及び曲面が、特定の曲面式、例えばベジェ曲線/曲面
のような曲面式に限られてしまうため、一般のパラメト
リック曲線/曲面には適用できないという問題点があっ
た。
However, in the above-mentioned conventional method, the curve net and the curved surface for obtaining the boundary crossing vector are limited to a specific curved surface formula, for example, a curved surface formula such as a Bezier curve / curved surface. However, it cannot be applied to general parametric curves / surfaces.

【0007】また、境界条件が曲面の場合には、その曲
面の境界横断ベクトルがそのまま内挿領域の境界横断ベ
クトルと設定されるため、境界横断ベクトルが内挿領域
の形状をよく表していない場合(図11(a)参照)
は、歪んだ形状が生成されてしまうという問題点があっ
た。
Further, when the boundary condition is a curved surface, the boundary traversing vector of the curved surface is set as it is as the boundary traversing vector of the interpolation region, so that the boundary traversing vector does not well represent the shape of the interpolation region. (See FIG. 11A)
However, there is a problem that a distorted shape is generated.

【0008】更に、境界条件が曲線ネットとして与えら
れる場合には、スカラー関数により横断ベクトルの変化
量が与えられるので曲面の時よりは内挿領域の形状に合
った境界横断ベクトルが求まるが、一般に用いられるス
カラー関数は線形の関数であり、横断ベクトルの変化の
仕方を表すスカラー定数は境界曲線の両端点に接続する
制御頂点のみにより決定されるため、両端点に接続する
制御頂点により表現しきれない形状(図11(b)参
照)に関しては、曲面の場合と同様に、歪んだ形状が生
成されてしまうという問題点があった。
Further, when the boundary condition is given as a curved net, the amount of change of the traversing vector is given by a scalar function, so that a boundary traversing vector that matches the shape of the interpolation area can be obtained more than in the case of a curved surface. The scalar function used is a linear function, and the scalar constant representing the way of changing the crossing vector is determined only by the control vertices connected to both ends of the boundary curve, and can be completely expressed by the control vertices connected to both ends. With respect to a non-existent shape (see FIG. 11B), there is a problem that a distorted shape is generated as in the case of a curved surface.

【0009】本発明の目的は、一般のパラメトリック曲
線/曲面から境界横断ベクトルを算出でき、内挿する領
域の形状を反映した境界横断ベクトルを算出できる曲面
の境界条件生成装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a curved surface boundary condition generating apparatus capable of calculating a boundary crossing vector from a general parametric curve / surface and calculating a boundary crossing vector reflecting the shape of an area to be interpolated. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、指定さ
れた曲線/曲面を内挿される曲面の境界条件として設定
する境界条件設定手段と、境界条件設定手段で設定され
た境界条件から境界曲線を近似算出する境界曲線近似算
出手段と、境界曲線近似算出手段で得られた境界曲線に
基づいて、境界横断ベクトルの方向を与える参照曲線を
算出する参照曲線算出手段と、境界曲線近似算出手段で
得られた境界曲線と、参照曲線算出手段で得られた参照
曲線とを用いて、境界横断ベクトルを近似算出する境界
横断ベクトル近似算出手段とを備えている曲面の境界条
件生成装置によって達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a boundary condition setting means for setting a designated curve / curved surface as a boundary condition of a surface to be interpolated, and a boundary condition set by the boundary condition setting means. Boundary curve approximation calculation means for approximating a curve, reference curve calculation means for calculating a reference curve giving the direction of a boundary crossing vector based on the boundary curve obtained by the boundary curve approximation calculation means , and boundary curve approximation calculation means so
This is achieved by a curved surface boundary condition generation device including: a boundary crossing vector approximation calculating unit that approximately calculates a boundary crossing vector using the obtained boundary curve and the reference curve obtained by the reference curve calculating unit. .

【0011】[0011]

【作用】本発明の曲面の境界条件生成装置では、境界条
件設定手段は、内挿領域の境界部分を表す空間上の曲線
または曲面の稜線やその一部分が入力され、入力された
要素の種類に応じた境界条件を設定し、境界曲線近似算
出手段は、設定された境界条件から境界曲線を近似的方
法を用いて算出し、参照曲線算出手段は、算出された境
界曲線を用いて境界曲線と共に境界横断ベクトルの方向
を与える参照曲線を算出し、境界横断ベクトル近似算出
手段は、参照曲線と境界曲線の差ベクトルを境界曲線上
の境界条件が持つ曲面の法線ベクトルに定義される平面
上に投影して境界横断ベクトルを算出する。
In the curved boundary condition generating apparatus according to the present invention, the boundary condition setting means receives a curve or a ridge line of the curved surface representing a boundary portion of the interpolation area or a part thereof, and determines the type of the input element. The boundary curve approximation calculating means calculates a boundary curve from the set boundary conditions using an approximate method, and the reference curve calculating means uses the calculated boundary curve together with the boundary curve. A reference curve giving the direction of the boundary crossing vector is calculated, and the boundary crossing vector approximation calculating means sets a difference vector between the reference curve and the boundary curve on a plane defined by a normal vector of a curved surface having boundary conditions on the boundary curve. Projection is performed to calculate the boundary crossing vector.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の曲面の境界条
生成装置の実施例を説明する。
EXAMPLES The following curved surface boundary conditions of the present invention with reference to the accompanying drawings
An embodiment of the case generation device will be described.

【0013】図1は、本発明の曲面の境界条件生成装置
の一実施例の構成を示す。
FIG. 1 shows a configuration of an embodiment of a curved surface boundary condition generating apparatus according to the present invention.

【0014】図1の曲面の境界条件生成装置は、CAD
システム等を用いて選択された内挿領域を囲む曲線及び
曲面を入力する入力部10、入力部10に接続されてお
り後述する各部12〜15を制御する制御部11、制御
部11に接続されており内挿領域の境界部分を表わす曲
線及び曲面を内挿する領域の境界条件として設定する境
界条件設定部12、制御部11に接続されており境界曲
線を近似により算出する境界曲線近似算出部13、制御
部11に接続されており境界横断ベクトルを算出する際
に使用される参照曲線を算出する参照曲線算出部14、
制御部11に接続されており境界横断ベクトルを近似に
より算出する境界横断ベクトル近似算出部15、制御部
11に接続されておりCADシステム等の処理部(図示
省略)に境界横断ベクトルを出力する出力部16によっ
て構成されている。
The apparatus for generating boundary conditions of a curved surface shown in FIG.
An input unit 10 for inputting a curve and a curved surface surrounding an interpolation area selected by using a system or the like, connected to the input unit 10 and connected to a control unit 11 for controlling each of units 12 to 15 described below, and a control unit 11 A boundary condition setting unit 12 that sets a curve representing a boundary portion of the interpolation region and a boundary surface of a region into which a curved surface is to be interpolated, and a boundary curve approximation calculation unit that is connected to the control unit 11 and calculates the boundary curve by approximation. 13. a reference curve calculation unit 14, which is connected to the control unit 11 and calculates a reference curve used when calculating the boundary crossing vector;
A boundary crossing vector approximation calculating unit 15 connected to the control unit 11 for calculating the boundary crossing vector by approximation; an output connected to the control unit 11 for outputting the boundary crossing vector to a processing unit (not shown) such as a CAD system; It is constituted by a unit 16.

【0015】次に、図2のフローチャートを参照して、
図1の曲面の境界条件生成装置の処理動作を説明する。
Next, referring to the flowchart of FIG.
The processing operation of the curved surface boundary condition generating device of FIG. 1 will be described.

【0016】まず、CADシステム等の処理部に接続さ
れている入力部10は、CADシステム等を用いて選択
された内挿領域を囲む曲線及び曲面を入力する。
First, an input unit 10 connected to a processing unit such as a CAD system inputs a curve and a curved surface surrounding an interpolation area selected using a CAD system or the like.

【0017】入力部10に入力された曲線及び曲面は、
制御部11を介して境界条件設定部12に送られる。
The curves and surfaces input to the input unit 10 are as follows:
The data is sent to the boundary condition setting unit 12 via the control unit 11.

【0018】境界条件設定部12は、境界条件を設定す
る(ステップS1)。境界条件設定部12で設定される
境界条件としては、(a)曲面の境界稜線、(b)曲
線、(c)縮退稜線(長さゼロの稜線)の3種類があ
る。設定された境界条件は、制御部11を介して境界曲
線近似算出部13に送られる。
The boundary condition setting section 12 sets a boundary condition (step S1). There are three types of boundary conditions set by the boundary condition setting unit 12, namely, (a) a boundary ridge line of a curved surface, (b) a curve, and (c) a degenerate ridge line (a zero-length ridge line). The set boundary conditions are sent to the boundary curve approximation calculation unit 13 via the control unit 11.

【0019】境界曲線近似算出部13は、境界条件に応
じた内挿領域の境界曲線を後述する近似方法を用いて生
成する(ステップS2)。境界曲線近似算出部13で算
出された境界曲線は、境界条件と共に制御部11を介し
て参照曲線算出部14に送られる。
The boundary curve approximation calculation unit 13 generates a boundary curve of the interpolation area according to the boundary condition by using an approximation method described later (step S2). The boundary curve calculated by the boundary curve approximation calculation unit 13 is sent to the reference curve calculation unit 14 via the control unit 11 together with the boundary conditions.

【0020】参照曲線算出部14は、入力された境界曲
線を用いて、境界横断ベクトルの向きを与える参照曲線
を算出する(ステップS3)。参照曲線算出部14にお
いて算出された参照曲線は、境界条件、境界曲線と共に
境界横断ベクトル近似算出部15に送られる。
The reference curve calculation unit 14 calculates a reference curve giving the direction of the boundary crossing vector using the input boundary curve (step S3). The reference curve calculated by the reference curve calculation unit 14 is sent to the cross-boundary vector approximation calculation unit 15 together with the boundary condition and the boundary curve.

【0021】境界横断ベクトル近似算出部15は、入力
された境界条件、境界曲線、及び参照曲線を用いて後述
する近似方法により境界横断ベクトルを算出する(ステ
ップS4)。境界横断ベクトル近似算出部15で算出さ
れた境界横断ベクトルは、制御部11を介して出力部1
6に送られて、出力部16によりCADシステム等の処
理部に出力される。
The cross-boundary vector approximation calculation unit 15 calculates a cross-boundary vector by an approximation method described later using the input boundary condition, boundary curve, and reference curve (step S4). The boundary traversing vector calculated by the boundary traversing vector approximation calculating unit 15 is output to the output unit 1 via the control unit 11.
6 and output by the output unit 16 to a processing unit such as a CAD system.

【0022】次に、上記各ステップS2(境界曲線の算
出)、ステップS3(参照曲線の算出)及びステップS
4(境界横断ベクトルの算出)の各処理を詳述する。
Next, steps S2 (calculation of a boundary curve), step S3 (calculation of a reference curve) and step S2 are performed.
4 (calculation of a cross-boundary vector) will be described in detail.

【0023】まず、図3のフローチャートを参照して境
界曲線の算出処理を説明する。
First, the calculation process of the boundary curve will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0024】境界条件設定部12で設定された境界条件
で与えられる曲線の両端の接線ベクトルを求める(ステ
ップS201)。境界条件で与えられる曲線とは、曲面
の境界稜線や曲線である。次に、任意の分割数で境界条
件で与えられる曲線を点列群に分割する(ステップS2
02)。この点列群の一部が境界曲線の通過点となる。
ステップS202で求めた点列群をパラメトリック曲線
により近似することにより、境界曲線を生成する(ステ
ップS203)。ここでは、境界曲線を表す曲線式とし
て、3次のビー・スプライン(B−Spline)曲線
を用いる。
The tangent vectors at both ends of the curve given by the boundary conditions set by the boundary condition setting unit 12 are obtained (step S201). The curve given by the boundary condition is a boundary ridgeline or a curve of a curved surface. Next, the curve given by the boundary condition is divided into a point sequence group by an arbitrary number of divisions (step S2).
02). A part of the point sequence group becomes a passing point of the boundary curve.
A boundary curve is generated by approximating the group of points obtained in step S202 with a parametric curve (step S203). Here, a cubic B-Spline curve is used as a curve expression representing the boundary curve.

【0025】点列群を3次のB−Spline曲線で近
似する方法としては、特開平4−143919号公報に
示された方法を用いる。
As a method of approximating a point sequence group by a cubic B-Spline curve, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-143919 is used.

【0026】また、3次のB−Spline曲線は、ス
テップS201で求めた接線ベクトルと通過点から、日
刊工業新聞社刊、山口富士夫・著「コンピュータディス
プレイによる形状処理工学[II]」に示される方法を
用い生成する。
Further, the cubic B-Spline curve is shown in "Shape Processing Engineering by Computer Display [II]" by Fujio Yamaguchi, published by Nikkan Kogyo Shimbun, based on the tangent vector and the passing point obtained in step S201. Generate using the method.

【0027】本処理部に向かい合う境界条件が同時に入
力された場合は、この2つの境界条件で与えられる曲線
を特開平4−143919号公報に示される方法を用
い、同時に境界曲線を算出する。このように同時に求め
た方が、少ない通過点のB−Spline曲線が生成で
きると共に、複数のB−Spline曲線から曲面を生
成する際に必要となるノットを揃える処理が不要にな
る。
When the boundary conditions facing the present processing unit are input simultaneously, the curves given by these two boundary conditions are simultaneously calculated using the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-143919. The simultaneous determination can generate a B-Spline curve with a small number of passing points and eliminates the process of aligning knots required when generating a curved surface from a plurality of B-Spline curves.

【0028】図4、図5(a)、図5(b)及び図5
(c)に示す境界条件の配置例、及び図6に示すB−S
pline曲面の制御頂点を用いて、参照曲線の算出処
理を詳細に説明する。
FIGS. 4, 5 (a), 5 (b) and 5
An arrangement example of the boundary condition shown in (c) and BS shown in FIG.
The calculation process of the reference curve will be described in detail using the control vertices of the plane surface.

【0029】境界曲線近似算出部13で求められた境界
曲線が、図4に示すように向かい合う2本の曲線の場合
であれば、お互いに相手の境界曲線を自分の参照曲線と
する。
If the boundary curves obtained by the boundary curve approximation calculation unit 13 are two curves facing each other as shown in FIG. 4, the boundary curves of the other are set as their own reference curves.

【0030】境界条件が、図5(a)に示すように閉じ
た2本の境界曲線、図5(b)に示すように閉じた3本
の境界曲線、及び図5(c)に示すように閉じた4本の
境界曲線である場合は、以下のようにして参照曲線を算
出する。
The boundary conditions include two closed boundary curves as shown in FIG. 5A, three closed boundary curves as shown in FIG. 5B, and FIG. 5C. In the case of four closed boundary curves, the reference curve is calculated as follows.

【0031】境界曲線が2本の場合は、境界曲線がお互
いに接続されている頂点に、縮退した3次のB−Spl
ine曲線(制御頂点が全て同一の頂点位置にある曲
線)を生成する。
When there are two boundary curves, the degenerate cubic B-Spl is added to the vertices where the boundary curves are connected to each other.
An ine curve (a curve in which all control vertices are at the same vertex position) is generated.

【0032】境界曲線が3本の場合は、頂点のいずれか
一つの位置に縮退した3次のB−Spline曲線を同
様に生成する。
When there are three boundary curves, a cubic B-Spline curve degenerated at any one of the vertices is similarly generated.

【0033】上記のように縮退稜線を新たに生成・追加
することにより、境界曲線が2本、3本の場合は、以
降、境界曲線が4本の場合と同様の処理により扱える。
By newly generating and adding a degenerate edge line as described above, the case where the number of boundary curves is two or three can be handled by the same processing as the case where the number of boundary curves is four.

【0034】境界曲線が4本の場合は、まず、境界曲線
を用いて3次のB−Spline曲面を生成する。生成
方法は、G.Farin著、木村文彦監修、山口泰監
訳、共立出版株式会社刊、「CAGDのための曲線・曲
面理論実践的利用法」に述べられている双一次あるいは
双三次クーンズブレンドを境界曲線の制御頂点に施すこ
とにより、B−Spline曲面の制御頂点を求めるこ
とができる。
If there are four boundary curves, a cubic B-Spline surface is first generated using the boundary curves. The generation method is described in G. The bilinear or bicubic Koons blend described in "Practical Usage of Curve and Surface Theory for CAGD" by Farin, edited by Fumihiko Kimura and Yasushi Yamaguchi, Kyoritsu Shuppan Co., Ltd. By performing this, the control vertex of the B-Spline curved surface can be obtained.

【0035】図6に示すB−Spline曲面の制御頂
点の、図中の太線で示される各境界曲面と平行に隣接す
る制御頂点列を取り出す。この制御頂点列を持つ3次の
B−Spline曲線を参照曲線とする。
A control vertex row adjacent to the control vertices of the B-Spline surface shown in FIG. 6 in parallel with each boundary surface shown by a thick line in the drawing is extracted. A cubic B-Spline curve having this control vertex sequence is set as a reference curve.

【0036】次に、図7のフローチャートを参照して境
界横断ベクトル近似算出処理を詳細に説明する。
Next, referring to the flowchart of FIG. 7, the process of calculating the approximation of the crossing boundary vector will be described in detail.

【0037】まず、境界曲線の両端の接線ベクトルを求
める(ステップS401)。次に、上記ステップS20
2で求めた点列群地点の境界横断ベクトルを表すベクト
ルを境界曲線と参照曲線を用いて算出する(ステップS
402)。
First, tangent vectors at both ends of the boundary curve are obtained (step S401). Next, the above step S20
A vector representing the boundary traversing vector of the point sequence group point obtained in step 2 is calculated using the boundary curve and the reference curve (step S).
402).

【0038】ここで、図8のフローチャートを参照して
境界横断ベクトル算出処理を説明する。
Here, the process of calculating the boundary crossing vector will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0039】まず、境界曲線と参照曲線により定義され
る境界横断ベクトル関数の、各点列地点のベクトルを求
める(ステップS421)。本実施例で生成される曲線
/曲面は、全て両端で階数分だけの多重度を持つB−S
pline曲線/曲面により定義されるので、境界横断
ベクトルを表す関数は、境界曲線と参照曲線の制御頂点
間の差ベクトルを制御頂点として持つB−Spline
曲線として定義できる。次に、各点列地点の境界条件で
ある曲面の法線ベクトルを求めて平面を定義し(ステッ
プS422)、各点列地点の投影方向ベクトルを求める
(ステップS423)。これは、上記ステップS421
で求めた各地点のベクトルとその地点の境界曲線の接線
ベクトル間の外積ベクトルをこの投影方向ベクトルとし
て与える。そして、上記ステップS421で求めたベク
トルを、上記ステップS422で求めた平面上に、投影
方向を上記ステップS422で求めた投影ベクトルとし
て投影する(ステップS424)。この投影されたベク
トルが、各点列地点の内挿される曲線が持つ境界横断ベ
クトルとなる。
First, a vector at each point in the sequence of points of the boundary crossing vector function defined by the boundary curve and the reference curve is obtained (step S421). The curves / surfaces generated in the present embodiment all have BS at the both ends having the multiplicity of the rank.
Since the function is represented by a plane curve / surface, a function representing a boundary traversing vector is a B-Spline having a difference vector between a control vertex of the boundary curve and a reference curve as a control vertex.
Can be defined as a curve. Next, a plane is defined by obtaining a normal vector of a curved surface as a boundary condition of each point sequence point (step S422), and a projection direction vector of each point sequence point is determined (step S423). This corresponds to step S421 described above.
The cross product vector between the vector of each point obtained in the above and the tangent vector of the boundary curve at the point is given as the projection direction vector. Then, the vector obtained in step S421 is projected onto the plane obtained in step S422 with the projection direction as the projection vector obtained in step S422 (step S424). This projected vector is a cross-boundary vector of the interpolated curve at each point sequence point.

【0040】ここで、図7を再び参照して、ステップS
403に処理を移行する。但し、境界条件が曲線または
縮退稜線の場合は、図8に示す処理を行なわずにステッ
プS403に処理が移る。
Here, referring again to FIG.
The processing shifts to 403. However, if the boundary condition is a curve or a degenerate ridge line, the process proceeds to step S403 without performing the process shown in FIG.

【0041】次に、ステップS403では、入力された
境界曲線の通過点を、境界横断ベクトルを表すB−Sp
line曲線の通過(即ち、ノット)の初期点として点
列リストに登録する。上記ステップS403で生成され
た点列リストに基づいて、収束法により境界横断ベクト
ルを近似的に求める(ステップS404)。求める境界
横断ベクトルは、上記ステップS421の箇所の説明で
述べたように、2本のB−Spline曲線(うち1本
は境界曲線を表す)により与えられるので、ステップS
404で作成される境界横断ベクトルとは、2本のB−
Spline曲線のことである。
Next, in step S403, the passing point of the input boundary curve is set to a B-Sp
It is registered in the point sequence list as the initial point of passage (that is, knot) of the line curve. Based on the point sequence list generated in step S403, a cross-boundary vector is approximately obtained by a convergence method (step S404). Since the boundary crossing vector to be obtained is given by two B-Spline curves (one of which represents a boundary curve), as described in the description of the step S421, the step S421 is performed.
The cross-boundary vector created in 404 is two B-
It is a Spline curve.

【0042】次に、図9のフローチャートを参照して、
上記ステップS404の境界横断ベクトル算出処理を詳
細に説明する。但し、境界条件が曲線または縮退稜線の
場合は、以下の処理を行なわない。この場合、最終的に
出力される曲線は、境界曲線のみである。
Next, referring to the flowchart of FIG.
The above-described boundary crossing vector calculation processing in step S404 will be described in detail. However, if the boundary condition is a curve or a degenerate ridge line, the following processing is not performed. In this case, the curve finally output is only the boundary curve.

【0043】まず、点列リストに格納されている通過点
を、両端点のベクトルを上記ステップ401で求めた接
線ベクトルとして補間する3次のB−Spline曲線
を生成する(ステツプS441)。ここで、補間方法と
しては日刊工業新聞社刊、山口富士夫・著、「コンピュ
ータディスプレイによる形状処理工学[II]」に記載
されている方法を用いる。最終的にこの曲線が境界曲線
となる。以降、この曲線をwireと表す。
First, a cubic B-Spline curve is generated which interpolates the passing points stored in the point sequence list as the tangent vectors obtained at step 401 at both end points (step S441). Here, as the interpolation method, a method described in "Shape processing engineering by computer display [II]" by Fujio Yamaguchi, published by Nikkan Kogyo Shimbun, Ltd. is used. Finally, this curve becomes the boundary curve. Hereinafter, this curve is represented as “wire”.

【0044】点列リストに格納されている点地点の上記
ステップS402で求めたベクトルを補間する3次のB
−Spline曲線を生成する(ステップS442)。
補間方法は、同様に「コンピュータディスプレイによる
形状処理工学[II]」に記載されている方法を用い
る。以降、この曲線をbdwireと表す。
A cubic B for interpolating the vector of the point point stored in the point sequence list, which is obtained in step S402 above.
-Generate a Spline curve (step S442).
As the interpolation method, a method similarly described in “Shape processing engineering by computer display [II]” is used. Hereinafter, this curve is represented as bdwire.

【0045】次に、点列リストに格納されている各点列
間の真中の地点のwire、bdwireの値、及びそ
の地点の境界条件である曲面を評価する(ステップS4
43)。wireからは、その地点の座標値(以降、p
osと言う)及び接線ベクトル(以降、tvecと言
う)が得られ、bdvecからはその地点の境界横断ベ
クトル(以降、bdvecと言う)が得られ、そして、
曲面からは法線ベクトル(以降、nrmと言う)が得ら
れる。
Next, the values of wire and bdwire at the middle point between the point sequences stored in the point sequence list and the curved surface as the boundary condition of the point are evaluated (step S4).
43). From the wire, the coordinate value of the point (hereinafter, p
os) and a tangent vector (hereafter referred to as tvec), bdvec gives a cross-boundary vector at that point (hereafter referred to as bdvec), and
A normal vector (hereinafter referred to as nrm) is obtained from the curved surface.

【0046】tvecとbdvecの外積ベクトルを求
め、このベクトルとnrmとがある閾値内で同じ向きを
向いているかどうか調べる(ステップS444)。同じ
向きでなければ、posを点列リストに挿入して(ステ
ップS445)、後述するステップS446に進む。ま
た、上記ステップS444で、同じ向きであれば、後述
するステップS446に進む。
An outer product vector of tvec and bdvec is obtained, and it is checked whether or not this vector and nrm face the same direction within a certain threshold (step S444). If they are not in the same direction, pos is inserted into the point sequence list (step S445), and the process proceeds to step S446 described later. If it is determined in step S444 that the orientation is the same, the process proceeds to step S446 described later.

【0047】点列リストに存在する全ての点の法線ベク
トルの精度がすべて満足しているかどうか調べる(ステ
ップS446)。満足していれば処理を終り、また、全
て満足していなければ上記ステップS441に戻る。
It is checked whether or not the accuracy of all the normal vectors of all the points existing in the point sequence list is satisfied (step S446). If they are satisfied, the process ends. If they are not all satisfied, the process returns to step S441.

【0048】上述したように構成されているので、本発
明の曲面の境界条件生成装置は、境界条件として使用さ
れる曲線/曲面はある特殊な曲線/曲面に限定されてい
ないので、パラメータにより評価の行なえる一般のパラ
メトリック曲線/曲面であればどのような曲線/曲面に
も適用可能であり、そのため、どのようなCADシステ
ムにおいても利用可能である。また、本発明の曲面の境
界条件生成装置により生成される境界横断ベクトルは、
B−Spline曲線であるため、この曲線式は、この
分野において業界標準的な表現式であるため、同様に、
CADシステムとの新和性がよい。生成される曲線の有
理性も非有理で、次数も3次であるため、有理式による
処理の複雑さや高次による処理の不安定さの問題もな
い。
With the configuration described above, the curved surface boundary condition generating apparatus of the present invention is not limited to a particular curve / curved surface as a curve / curved surface used as a boundary condition. The present invention can be applied to any curve / surface as long as it can perform general parametric curves / surfaces, and therefore can be used in any CAD system. Further, the boundary crossing vector generated by the curved boundary condition generating device of the present invention is:
Since this is a B-Spline curve, this curve equation is an industry standard expression in this field.
Good compatibility with CAD systems. Since the rationality of the generated curve is also irrational and the order is tertiary, there is no problem of the complexity of the process by the rational expression or the instability of the process by the higher order.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の曲面の境界条件生成装置は、指
定された曲線/曲面を内挿される曲面の境界条件として
設定する境界条件設定手段と、境界条件設定手段で設定
された境界条件から境界曲線を近似算出する境界曲線近
似算出手段と、境界曲線近似算出手段で得られた境界曲
線に基づいて、境界横断ベクトルの方向を与える参照曲
線を算出する参照曲線算出手段と、境界曲線近似算出手
段で得られた境界曲線と、参照曲線算出手段で得られた
参照曲線とを用いて、境界横断ベクトルを近似算出する
境界横断ベクトル近似算出手段とを備えているので、境
界横断ベクトルの向きを決める際、参照曲線を用いてい
るのでより良く内挿領域の形状を反映した境界横断ベク
トル生成することができる。その結果、より滑らかな
曲面を生成することができる。
The boundary condition generating apparatus for a curved surface according to the present invention comprises a boundary condition setting means for setting a designated curve / surface as a boundary condition of a surface to be interpolated, and a boundary condition set by the boundary condition setting means. Boundary curve approximation calculating means for approximating a boundary curve, reference curve calculating means for calculating a reference curve giving the direction of a boundary crossing vector based on the boundary curve obtained by the boundary curve approximation calculating means, and boundary curve approximation calculation hand
A boundary curve obtained in stage, using a reference curve obtained with the reference curve calculation unit, since a cross-boundary vector approximation calculating means for approximating calculating the cross-boundary vector, the orientation of the cross-boundary vectors decide when, because of the use of reference curve can be generated cross-boundary vector reflecting the better of the inner挿領zone shape. As a result, a smoother curved surface can be generated.

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

【図1】本発明の曲面の境界条件生成装置の一実施例の
構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a curved surface boundary condition generating apparatus according to the present invention.

【図2】図1の曲面の境界条件生成装置の動作を説明す
るためのフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the curved surface boundary condition generation device of FIG. 1;

【図3】図1の境界曲線近似算出部の動作を説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of a boundary curve approximation calculation unit in FIG. 1;

【図4】2本の境界曲線の3次元空間上での配置の説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an arrangement of two boundary curves in a three-dimensional space.

【図5】閉じた境界曲線の3次元空間上での配置の説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an arrangement of a closed boundary curve in a three-dimensional space.

【図6】図1の参照曲線算出部の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a reference curve calculation unit in FIG. 1;

【図7】図1の境界横断ベクトル近似算出部の動作を説
明するためのフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of a cross-boundary vector approximation calculation unit in FIG. 1;

【図8】境界横断ベクトル算出処理を説明するためのフ
ローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart for explaining a boundary crossing vector calculation process.

【図9】境界横断ベクトル算出処理を説明するためのフ
ローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of calculating a boundary crossing vector.

【図10】従来の境界横断ベクトル生成の説明図であ
る。
FIG. 10 is an explanatory diagram of conventional generation of a boundary crossing vector.

【図11】従来の方法の問題点の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a problem of the conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 入力部 11 制御部 12 境界条件設定部 13 境界曲線近似算出部 14 参照曲線算出部 15 境界横断ベクトル近似算出部 16 出力部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Input part 11 Control part 12 Boundary condition setting part 13 Boundary curve approximation calculation part 14 Reference curve calculation part 15 Boundary crossing vector approximation calculation part 16 Output part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−344984(JP,A) 特開 平4−57172(JP,A) 特開 平5−35826(JP,A) 日本設計工学会講演論文集 No.93 −春季 53−56頁 森末尚志ほか 「パ ラメトリック曲面のB−スプライン曲面 近似変換手法」 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 17/00 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-344984 (JP, A) JP-A-4-57172 (JP, A) JP-A-5-35826 (JP, A) Lecture by Japan Society for Design Engineering Transactions No. 93-Spring 53-56 Naoshi Morisue et al. "A B-spline surface approximation conversion method for parametric surfaces" (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G06T 17/00 JICST file (JOIS)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の曲線及び曲面に囲まれた領域に、
境界部分での連続性を満足した曲面を内挿する曲面生成
装置に用いられる曲面の境界条件生成装置であって、 指定された曲線/曲面を内挿される曲面の境界条件とし
て設定する境界条件設定手段と、 前記境界条件設定手段で設定された前記境界条件から境
界曲線を近似算出する境界曲線近似算出手段と、 前記境界曲線近似算出手段で得られた前記境界曲線に基
づいて、境界横断ベクトルの方向を与える参照曲線を算
出する参照曲線算出手段と、前記境界曲線近似算出手段で得られた前記境界曲線と、
前記参照曲線算出手段で得られた前記参照曲線とを用い
て、境界横断ベクトルを近似算出する境界横断ベクトル
近似算出手段とを備えていることを特徴とする曲面の境
界条件生成装置。
1. An area surrounded by a plurality of curves and curved surfaces,
A boundary condition generation device for a surface used in a surface generation device for interpolating a surface satisfying continuity at a boundary portion, wherein a boundary condition setting in which a specified curve / surface is set as a boundary condition of a surface to be interpolated. Means, a boundary curve approximation calculation means for approximating a boundary curve from the boundary conditions set by the boundary condition setting means, and a boundary crossing vector based on the boundary curve obtained by the boundary curve approximation calculation means . Reference curve calculation means for calculating a reference curve giving a direction, and the boundary curve obtained by the boundary curve approximation calculation means,
Using said reference curve obtained with the reference curve calculation means
And a boundary crossing vector approximation calculating means for approximately calculating a crossing boundary vector.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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日本設計工学会講演論文集 No.93−春季 53−56頁 森末尚志ほか 「パラメトリック曲面のB−スプライン曲面近似変換手法」

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