JP3153580B2 - Curve and curved shape generator - Google Patents

Curve and curved shape generator

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JP3153580B2
JP3153580B2 JP24830491A JP24830491A JP3153580B2 JP 3153580 B2 JP3153580 B2 JP 3153580B2 JP 24830491 A JP24830491 A JP 24830491A JP 24830491 A JP24830491 A JP 24830491A JP 3153580 B2 JP3153580 B2 JP 3153580B2
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Description

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

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は、曲線及び曲面の形状生成装置
関し、より詳細には、三次元形状処理装置における曲線
及び曲面形状生成装置に関する。例えば、CAD/CA
Mシステムにおける形状変形に適用されるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a curve and curved surface shape generating device , and more particularly, to a curve and curved surface shape generating device in a three-dimensional shape processing device. For example, CAD / CA
This is applied to shape deformation in the M system.

【0002】[0002]

【従来技術】本発明に係る従来技術を記載した公知文献
としては、以下のようなものがある。まず、滑らかに接
続された一連の曲線を制御する従来技術としては以下の
ようなものがある。 一連の曲線が1本の Non Uniform Rational B-spline
curves で表される場合、曲線の制御点や重みを操作す
る方法として、「Modifying the shape of rational B-s
pline.Part1:curves」(Piegl,L.,Computer Aided Desig
n,Vol.21,No.8,pp.509-518.1989)。 平面曲線の場合に曲率連続性を保ちながら、一連の曲
線の1つの接続点の移動を行う方法として、「Design o
f solids with free-form surfaces」(Chiyokura,H.,an
d Kimura,F.,Computer Graphics(Proc.SIGGRAPH'83),
Vol.17,No.3,July1983)。
2. Description of the Related Art The following are known documents describing the prior art according to the present invention. First, the following is a conventional technique for controlling a series of smoothly connected curves. Non Uniform Rational B-spline with one series of curves
When represented by curves, the method to manipulate the control points and weights of the curve is "Modifying the shape of rational Bs
pline.Part1: curves '' (Piegl, L., Computer Aided Desig
n, Vol.21, No.8, pp.509-518.1989). As a method of moving one connection point of a series of curves while maintaining curvature continuity in the case of a plane curve, "Design o
f solids with free-form surfaces '' (Chiyokura, H., an
d Kimura, F., Computer Graphics (Proc.SIGGRAPH'83),
Vol.17, No.3, July1983).

【0003】また、滑らかに接続された複数の曲面を制
御する従来技術としては以下のようなものがある。 複数の曲面が1本の Non Uniform Rational B-spline
curves で表される場合、曲線の制御点や重みを操作す
る方法として、「Modifying the shape of rational B-s
pline.Part2:curves」(Piegl,L.,Computer Aided Desig
n,Vol.21,No.9,pp.538-546.1989)。
The following is a conventional technique for controlling a plurality of smoothly connected curved surfaces. Non Uniform Rational B-spline with multiple curved surfaces
When represented by curves, the method to manipulate the control points and weights of the curve is "Modifying the shape of rational Bs
pline.Part2: curves '' (Piegl, L., Computer Aided Desig
n, Vol.21, No.9, pp.538-546.1989).

【0004】前述した従来技術では、曲線の形状が1
本の Non Uniform Rational B-spline curves で表され
る場合に限られる。この技術では形状が変形される範囲
は曲線の位数に依存し、自由に変えることはできない。
また、従来技術では、平面曲線に限られてしまうため
3次元CADに必要な3次元曲線をあてはめることはで
きない。このように従来の技術では、空間曲線の形状を
変形する際に変形範囲を任意にとり、かつ変形範囲内は
滑らかに変化し、範囲の境界においては曲率ベクトルを
保持するということはできなかった。また、前述した従
来技術では、従来技術と同様、曲面の形状が1本の
NonUniform Rational B-spline curves で表される場
合に限られる。この技術では形状が変形される範囲は曲
面の位数に依存し、自由に変えることはできない。
In the prior art described above, the shape of the curve is 1
Only when represented by the book's Non Uniform Rational B-spline curves. In this technique, the range in which the shape is deformed depends on the order of the curve and cannot be freely changed.
Further, in the related art, a three-dimensional curve required for three-dimensional CAD cannot be applied because the curve is limited to a plane curve. As described above, according to the conventional technique, the deformation range is arbitrarily set when the shape of the space curve is deformed, and the deformation range changes smoothly, and the curvature vector cannot be held at the boundary of the range. Further, in the above-described conventional technology, similarly to the conventional technology, the shape of the curved surface is one.
Only when represented by NonUniform Rational B-spline curves. In this technique, the range in which the shape is deformed depends on the order of the curved surface and cannot be freely changed.

【0005】[0005]

【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、滑らかに接続した複数の空間曲線に対し、指定
された範囲内全体が変形し、かつ範囲の境界における曲
率ベクトルが変形前と変形後とで変化せずにまわりとの
連続性を保つことができること、また、曲線メッシュに
よりはられる複数の空間曲面を任意の範囲で変形を行う
ことが可能であり、変形範囲の境界において曲線メッシ
ュを作る曲線の連続性を保持することができるようにし
た曲線及び曲面形状生成装置を提供することを目的とし
てなされたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and a plurality of smoothly connected space curves are deformed in their entirety within a specified range, and a curvature vector at a boundary of the range is not deformed. It is possible to maintain continuity with the surroundings without changing between and after deformation, and it is possible to deform a plurality of spatial curved surfaces defined by the curved mesh in an arbitrary range, at the boundary of the deformation range It is an object of the present invention to provide a curve and curved surface shape generating device capable of maintaining the continuity of a curve for forming a curve mesh.

【0006】[0006]

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
滑らかに接続された一連の曲線の接続点の位置を得る接
続点情報獲得手段と、該接続点情報獲得手段で得られた
接続点の情報を格納する接続点情報格納手段と、連続し
た複数の曲線の両端点における端点の情報を得る端点情
報生成手段と、該端点情報生成手段で得られた端点の情
報を格納する端点情報格納手段と、前記接続点情報格納
手段で得られた接続点のうち、移動量を指定された接続
点以外の接続点の移動量を決定する接続点移動量決定手
段と、該接続点移動量決定手段で得られた接続点の情報
と前記端点情報生成手段で得られた端点の情報の中の接
ベクトルから形状変形後の曲線形状の情報を生成する曲
線情報生成手段と、該曲線情報生成手段で得られた曲線
形状の端点における曲率ベクトルを前記端点情報生成手
段で得られた元の曲線における曲率ベクトルに変更する
曲率ベクトル設定手段と、該曲率ベクトル設定手段によ
り得られた変更後の曲線形状を格納する曲線形状格納手
段とから成ること、或いは、(2)曲線メッシュの交点
である参照点の情報を得る参照点情報獲得手段と、該参
照点情報獲得手段から得られた参照点の情報を格納する
参照点情報格納手段と、変形範囲の端の接続点から内側
に向かって滑らかに接続する曲線列の情報を得る曲線列
情報獲得手段と、該曲線列情報獲得手段により得られた
曲線列の両端点における情報を格納する曲線列情報格納
手段と、前記曲線列情報獲得手段で得られた曲線列の情
報の各曲線列に対して参照点の移動量を決定する参照点
移動量決定手段と、該参照点移動量決定手段により決定
された参照点の移動量を格納する参照点移動量格納手段
と、前記曲線列情報獲得手段で得られた曲線列の情報に
おける参照点の位置を前記参照点情報獲得手段で得られ
た参照点の位置の情報から引き出し、これに前記参照点
移動量決定手段で得られた移動量を合わせて新たな曲線
列の情報を生成する曲線列情報生成手段と、該曲線列情
報生成手段で得られた曲線列の形状の端点における曲率
ベクトルを前記曲線列情報獲得手段で得られた曲線にお
ける曲率ベクトルに変更する曲率ベクトル設定手段と、
該曲率ベクトル設定手段により得られた変更後の曲線列
の形状を格納する曲線列形状格納手段と、該曲線列形状
格納手段に格納されている曲線列の情報から新しい曲線
メッシュを生成する曲面情報生成手段とから成ることを
特徴としたものである。以下、本発明の実施例に基づい
て説明する。
To achieve the above object, the present invention provides (1)
Connecting point information obtaining means for obtaining the positions of connecting points of a series of smoothly connected curves; connecting point information storing means for storing information of connecting points obtained by the connecting point information obtaining means; End point information generating means for obtaining information of the end points at both end points of the curve, end point information storing means for storing the information of the end points obtained by the end point information generating means, and an end point information storing means for obtaining the connecting points obtained by the connecting point information storing means. The connection point movement amount determining means for determining the movement amount of a connection point other than the connection point for which the movement amount is designated, the connection point information obtained by the connection point movement amount determination means, and the end point information generation means. A curve information generating means for generating information on a curve shape after shape deformation from a tangent vector in the obtained information on the end points; and generating the end point information by generating a curvature vector at an end point of the curve shape obtained by the curve information generating means. Original obtained by means A curvature vector setting means for changing to a curvature vector of a line, and a curve shape storage means for storing a changed curve shape obtained by the curvature vector setting means, or (2) an intersection of a curve mesh. Reference point information obtaining means for obtaining reference point information, reference point information storing means for storing reference point information obtained from the reference point information obtaining means, and smooth inward from a connection point at an end of the deformation range. A curve sequence information obtaining means for obtaining information of a curve sequence connected to, a curve sequence information storing means for storing information at both end points of the curve sequence obtained by the curve sequence information obtaining means, and a curve sequence information obtaining means. Reference point moving amount determining means for determining the moving amount of the reference point for each curve line of the obtained curve line information, and storing the moving amount of the reference point determined by the reference point moving amount determining means. Point shift amount storing means, and the position of the reference point in the information on the curve sequence obtained by the curve sequence information obtaining means is derived from the information on the position of the reference point obtained by the reference point information obtaining means, and the reference Curve sequence information generating means for generating information of a new curve sequence by combining the moving amounts obtained by the point moving amount determining means, and a curvature vector at an end point of the shape of the curve sequence obtained by the curve sequence information generating means. Curvature vector setting means for changing to a curvature vector in a curve obtained by the curve sequence information obtaining means,
Curve sequence shape storing means for storing the shape of the changed curve sequence obtained by the curvature vector setting means, and curved surface information for generating a new curve mesh from the curve sequence information stored in the curve sequence shape storing means And generating means. Hereinafter, a description will be given based on examples of the present invention.

【0007】図1は、本発明による曲線形状生成装置
一実施例(請求項1)を説明するための構成図で、図
中、1は接続点情報獲得部、2は接続点情報格納部、3
は端点情報生成部、4は端点情報格納部、5は接続点移
動量決定部、6は曲線情報生成部、7は曲率ベクトル設
定部、8は曲線形状格納部である。請求項1における実
施例は、滑らかに接続された一連の曲線と移動量を指定
する曲線の接続点とその移動量を入力とし、形状変形後
の曲線を求めるものであり、次の処理部から成る。
FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment (claim 1) of a curve shape generating apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a connection point information acquisition unit, and 2 denotes a connection point information storage unit. , 3
Is an end point information generation unit, 4 is an end point information storage unit, 5 is a connection point movement amount determination unit, 6 is a curve information generation unit, 7 is a curvature vector setting unit, and 8 is a curve shape storage unit. In the embodiment of the present invention, a series of smoothly connected curves and a connection point of a curve designating a moving amount and a moving amount thereof are input, and a curve after shape deformation is obtained. Become.

【0008】接続点情報獲得部1は、滑らかに接続され
た一連の曲線の接続点の位置を曲線のデータから得て、
接続点情報格納部2に格納する。端点情報生成部3は、
連続した複数の曲線の両端点における接ベクトルと曲率
ベクトルを、曲線データから得て、端点情報格納部4に
格納する。接続点移動量決定部5は、前記接続点情報獲
得部1で得られた接続点のうち移動量を指定された接続
点以外の接続点において、どれだけその接続点を移動さ
せればよいかを決定する。この結果は接続点情報格納部
2に元の情報と足しあわせて格納される。決定方法は以
下のとおりである。
The connection point information acquisition unit 1 obtains the positions of connection points of a series of smoothly connected curves from the curve data,
It is stored in the connection point information storage unit 2. The end point information generation unit 3
A tangent vector and a curvature vector at both end points of a plurality of continuous curves are obtained from the curve data and stored in the end point information storage unit 4. The connection point movement amount determination unit 5 determines how much the connection point should be moved at connection points other than the connection point whose movement amount is specified among the connection points obtained by the connection point information acquisition unit 1. To determine. This result is stored in the connection point information storage 2 together with the original information. The determination method is as follows.

【0009】図2において、滑らかに接続されている曲
線の列全体が変形範囲であるとする。ここで、接続点P
の移動量にmを指定する。変形範囲内の他の接続点にお
ける移動量を算出する式を求める。各接続点の移動量が
次のような条件を満たすように式をたてる。 指定した接続点Pに近い接続点には大きな移動量を与
え、遠い接続点ほど少ない移動量を与える。 一本の稜線列の端点は変形範囲の境界であるので、こ
の接続点は動いてはならない。 指定した接続点Pの移動量はmとなる。
In FIG. 2, it is assumed that the entire row of smoothly connected curves is the deformation range. Here, the connection point P
Specify m for the amount of movement of. An expression for calculating the amount of movement at another connection point within the deformation range is obtained. An equation is established so that the movement amount of each connection point satisfies the following condition. A large movement amount is given to a connection point closer to the designated connection point P, and a smaller movement amount is given to a connection point farther from the connection point. Since the end point of one ridge line is the boundary of the deformation range, this connection point must not move. The movement amount of the designated connection point P is m.

【0010】範囲内のある接続点Piの移動量は、例え
ば以下の式から求められる。 x=m((r−d)/r) (1) dは指定した接続点Pと他の接続点piとの距離であ
り、rは指定した接続点Pとその稜線列の端点との距離
である。端点は他の接続点piの位置によって稜線列の
どちらの端点とするか異なる。稜線列上の頂点の中で指
定した接続点Pを境に、他の接続点piに近い方の端点
をとる。他には、以下のような式が考えられる。x=m(cos(dπ/r)+1)/2 (2) 式(1),(2)で示されるような移動量をとると、端
点では0、指定した接続点Pではmの移動量となり、そ
の間の移動量の大きさは端点から接続点Pへ徐々に大き
くなっていく。さらに、接続点Pから遠いところでの移
動量の変化は少なく、接続点Pに近いところでは移動量
の変化も大きくなるので、全体の曲線が接続点Pに引っ
張られてすそを引いたような効果を出すことができる
The movement amount of a certain connection point Pi within the range can be obtained, for example, from the following equation. x = m ((rd) / r) 2 (1) d is the distance between the specified connection point P and another connection point pi, and r is the distance between the specified connection point P and the end point of the ridge line. Distance. The end point differs depending on the position of another connection point pi as to which end point of the ridge line. An end point closer to another connection point pi is taken from a connection point P specified in the vertices on the ridge line row. In addition, the following equations can be considered. x = m (cos (dπ / r) +1) / 2 (2) If a movement amount as shown in Expressions (1) and (2) is taken, the movement amount is 0 at the end point and m at the specified connection point P. The magnitude of the movement amount during this time gradually increases from the end point to the connection point P. Furthermore, less the amount of movement changes in farther from the connection point P, the change in the movement amount becomes large as close to the connection point P, hit the entire curve to the connection point P
It can produce the effect of being stretched and skirting .

【0011】曲線情報生成部6は、前記接続点移動量決
定部5で得られた接続点情報と前記端点情報生成部3で
得られた端点情報のなかの接ベクトルから、形状変形後
の曲線形状情報を生成する。生成される各曲線は3次の
Bezier曲線でありG2連続に接続されている。ここで生
成された曲線形状情報は曲線形状格納部8に格納され
る。曲率ベクトル設定部7は、前記曲線情報生成部6で
得られた曲線形状の端点における曲率ベクトルを前記端
点情報生成部3で得られた元の曲線における曲率ベクト
ルに変更する。変更後の曲線形状は曲線形状格納部8に
格納される。変更方法は以下のとおりである。曲線列の
両端の曲線に対して、変形範囲の境界の曲率ベクトルを
もとの値にし、かつ曲線列内部への接続も曲率ベクトル
連続となるように、次数を5次に変えて曲線を制御す
る。このようにすることによって、端点での接ベクトル
だけを指定して生成した曲線列の曲率ベクトルを、内部
の曲線列との接続性とは独立に制御することができる。
The curve information generation unit 6 calculates a curve after shape deformation from the connection point information obtained by the connection point movement amount determination unit 5 and the tangent vector in the end point information obtained by the end point information generation unit 3. Generate shape information. Each generated curve is cubic
It is a Bezier curve connected to G 2 continuous. The curve shape information generated here is stored in the curve shape storage unit 8. The curvature vector setting unit 7 changes the curvature vector at the end point of the curve shape obtained by the curve information generation unit 6 into the curvature vector of the original curve obtained by the end point information generation unit 3. The curve shape after the change is stored in the curve shape storage unit 8. The change method is as follows. Curves are controlled by changing the degree to the fifth order so that the curvature vector at the boundary of the deformation range is set to the original value for the curves at both ends of the curve sequence, and the connection to the inside of the curve sequence is also a continuous curvature vector. I do. By doing so, the curvature vector of the curve sequence generated by designating only the tangent vector at the end point can be controlled independently of the connectivity with the internal curve sequence.

【0012】図3に示すように、生成された曲線列の始
めの曲線をR0、次の曲線をR1とする。二つの曲線とも
3次の Bezier 曲線である。曲線R0を5次の Bezier
曲線と考え、曲線R1とのG2連続性を保ち、かつ端点で
は指定した接ベクトルと曲率ベクトルを持つように制御
点を生成する。曲線R0の端点での接ベクトルおよび曲
率ベクトルは Tt,Kn (3) とする。ここでT,tはそれぞれ接ベクトルの大きさと
単位ベクトル、K,nはそれぞれ曲率ベクトルの大きさ
と単位ベクトルである。
As shown in FIG. 3, the first curve of the generated curve sequence is R 0 , and the next curve is R 1 . Both curves are cubic Bezier curves. Curve R 0 is the fifth-order Bezier
Considered curve, maintaining the G 2 continuity between the curve R 1, and the end point to generate a control point to have the tangent and curvature vectors specified. The tangent vector and the curvature vector at the end point of the curve R 0 are Tt, Kn (3). Here, T and t are the magnitude and unit vector of the tangent vector, respectively, and K and n are the magnitude and unit vector of the curvature vector, respectively.

【0013】制御点を図4に示すようにPi(0i
5)、Qj(03)とする。そして制御点間のベ
クトルを A0=P5−P00=P1−P00=P5−P40=P2−P10=P3−P20=P4−P3 (4) A1=Q3−Q01=Q1−Q01=Q3−Q21=Q2−Q1 (5) と置く。制御点間のベクトルが求まれば制御点も求ま
る。まず始めに、端点P0での接ベクトルからB0を求め
る。Bezier 曲線の1次微分を制御点間のベクトルであ
らわすと、
As shown in FIG. 4, the control point is set to Pi (0<i<
5), Qj (0<j<3). And the distance between the control points
A0= PFive−P0 B0= P1−P0 C0= PFive−PFour D0= PTwo−P1 E0= PThree−PTwo F0= PFour−PThree (4) A1= QThree−Q0 B1= Q1−Q0 C1= QThree−QTwo D1= QTwo−Q1 (5) If the vector between the control points is found, the control point is also found.
You. First, the end point P0From the tangent vector at0Ask for
You. The first derivative of the Bezier curve is the vector between the control points.
When you go,

【0014】[0014]

【数1】 (Equation 1)

【0015】となる。これがTtに等しいことより、B
0
## EQU1 ## Since this is equal to Tt, B
0 is

【0016】[0016]

【数2】 (Equation 2)

【0017】であることがわかる。点P5=Q0において
曲線R0,R1が接続されている。この接続点において二
つの曲線の曲率ベクトルが一致するために、以下の条件
を仮定する。
It can be seen that Curves R 0 and R 1 are connected at a point P 5 = Q 0 . In order for the curvature vectors of the two curves to coincide at this connection point, the following conditions are assumed.

【0018】[0018]

【数3】 (Equation 3)

【0019】である。Bezier 曲線の微分を求め、式
(8),(9)に代入する。式(4),(5)の関係を用
いて制御点間のベクトルであらわせば、以下の2式のよ
うになる。 5C0=3k11 20(C0−F0)=6K1 2(D1−B1) (11) この2式からC0,F0が求められる。
## EQU1 ## The derivative of the Bezier curve is obtained and substituted into equations (8) and (9). If a vector between control points is expressed by using the relations of Expressions (4) and (5), the following two expressions are obtained. 5C 0 = 3k 1 B 1 20 (C 0 -F 0) = 6K 1 2 (D 1 -B 1) (11) C 0 from the two equations, F 0 is obtained.

【0020】[0020]

【数4】 (Equation 4)

【0021】A0は固定されていて、B0,C0,F0が求
まったので、D0かE0が求まればよい。P0における曲
率ベクトルの条件からD0を求める。この点における2
次微分ベクトルは
Since A 0 is fixed and B 0 , C 0 , and F 0 have been obtained, D 0 or E 0 may be obtained. D 0 is obtained from the condition of the curvature vector at P 0 . 2 in this regard
The second derivative vector is

【0022】[0022]

【数5】 (Equation 5)

【0023】である。また、曲率ベクトルは## EQU1 ## The curvature vector is

【0024】[0024]

【数6】 (Equation 6)

【0025】から求められる。式(6),(13)をこ
の式に代入することにより、
[0025] By substituting equations (6) and (13) into this equation,

【0026】[0026]

【数7】 (Equation 7)

【0027】が得られる。D0はnとtのつくる平面上
にあるので、
Is obtained. Since D 0 is on the plane created by n and t,

【0028】[0028]

【数8】 (Equation 8)

【0029】と表すことができる。すなわちd0が求ま
ればD0も求まる。d0はベクトルD0をt方向に射影し
た長さである。そこで(A0−(F0+C0))、すなわち
図5ではGをベクトルB0と平行なt方向に射影した長
さから、B0の長さを引いたものの半分をd0とする。こ
れは、曲線R0の形状を波打った形状にしないために、
制御点P2が制御点P1とP3のおよそ中間の位置にあれ
ばよいためである。
Can be expressed as That is, if d 0 is determined, D 0 is also determined. d 0 is the length of the vector D 0 projected in the t direction. Thus, (A 0 − (F 0 + C 0 )), that is, in FIG. 5, half of the length obtained by subtracting the length of B 0 from the length of G projected in the t direction parallel to the vector B 0 is d 0 . This is because the shape of the curve R 0 is not made wavy.
Control point P 2 is because it is sufficient to approximate middle position of the control points P 1 and P 3.

【0030】[0030]

【数9】 (Equation 9)

【0031】これにより、曲線R0の制御点が求まる。
同様にして曲線列の最後の曲線に対しても端点の接ベク
トルと曲率ベクトルを指定して制御点を求めれば、両端
における曲率ベクトルと接続点を指定してG2連続な曲
線を生成できる。データの格納部としては以下のものが
ある。接続点情報格納部2は、複数の曲線の接続点の情
報を格納する装置である。端点情報格納部4は、複数の
曲線の両端点における接ベクトル情報と曲率ベクトル情
報を格納する装置である。曲線形状格納部8は、新しく
生成される曲線情報を格納する装置である。
Thus, the control point of the curve R 0 is obtained.
By obtaining specified by the control point a tangent vector and the curvature vector of the end point against the last curve of the curve columns in the same manner, to specify the connection point with the curvature vector at both ends can generate G 2 continuous curve. The data storage unit includes the following. The connection point information storage unit 2 is a device that stores information on connection points of a plurality of curves. The end point information storage unit 4 is a device that stores tangent vector information and curvature vector information at both end points of a plurality of curves. The curve shape storage unit 8 is a device for storing newly generated curve information.

【0032】図6は、本発明による曲線形状生成装置
説明するためのフローチャートである。以下、各ステッ
プに従って順に説明する。step1 :まず、連続した複数の曲線、移動量を指定
する接続点、その移動量を得る。step2 :次に、複数の曲線データから接続点の位置
情報を得る。step3 :複数の曲線の端点の接ベクトルと曲率ベク
トルを得る。step4 :指定された接続点以外の曲線の接続点の移
動量を決定する。step5 :新しい接続点の情報と接ベクトルから曲線
列を生成する。step6 :新しく生成した曲線列の端点の曲率ベクト
ルをもとと同じ曲率ベクトルに設定する。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the curve shape generating apparatus according to the present invention. Hereinafter, the steps will be sequentially described. Step 1 : First, a plurality of continuous curves, connection points for designating the movement amount, and the movement amount are obtained. Step 2 : Next, the position information of the connection point is obtained from a plurality of curve data. Step 3 : A tangent vector and a curvature vector of the end points of the plurality of curves are obtained. Step 4 : Determine the moving amount of the connection point of the curve other than the specified connection point. Step 5 : A curve sequence is generated from information of a new connection point and a tangent vector. Step 6 : The curvature vector at the end point of the newly generated curve sequence is set to the same curvature vector as the original.

【0033】このようにして生成された曲線形状の実例
を図7(a),(b)に示してある。図7(a),(b)
において、中央の矢印の左側に示してある図(a)がも
との曲線列であり、右側に示してある図(b)が操作終
了後である。図(a)において点Pで示された点が移動
量を指定する接続点である。図(b)を見ても分かるよ
うに移動量を指定した接続点以外の接続点も少しずつ動
き、その接続点を通るような新たな曲線を生成すること
により変形範囲内にわたった変形を行うことができる。
このとき変形の端での接ベクトルと曲率ベクトルは変化
していない。
FIGS. 7A and 7B show an example of the curve shape generated in this manner. FIG. 7 (a), (b)
In FIG. 7, the diagram (a) shown on the left side of the center arrow is the original curve row, and the diagram (b) shown on the right side is after the operation is completed. A point indicated by a point P in FIG. 7A is a connection point for specifying a movement amount. As can be seen from FIG. 8B, the connection points other than the connection point for which the movement amount is specified also move little by little, and a new curve passing through the connection point is generated, so that the deformation over the deformation range can be performed. It can be carried out.
At this time, the tangent vector and the curvature vector at the end of the deformation do not change.

【0034】図8は、本発明による曲面形状生成装置
一実施例(請求項2)を説明するための構成図で、図
中、11は参照点情報獲得部、12は参照点情報格納
部、13は曲線列情報獲得部、14は曲線列情報格納
部、15は参照点移動量決定部、16は参照点移動量格
納部、17は曲線列情報生成部、18は曲線列形状格納
部、19は曲率ベクトル設定部、20は曲面情報生成部
である。請求項2における実施例は、曲線メッシュによ
りはられる複数の曲面と移動量を指定する曲線メッシュ
の交点とその移動量を入力とし、形状変形後の曲面を求
めるものであり、次の処理部から成る。
FIG. 8 is a block diagram for explaining an embodiment (claim 2) of a curved surface shape generating apparatus according to the present invention. In FIG. 8, reference numeral 11 denotes a reference point information acquisition unit, and 12 denotes a reference point information storage unit. , 13 is a curve line information acquisition unit, 14 is a curve line information storage unit, 15 is a reference point movement amount determination unit, 16 is a reference point movement amount storage unit, 17 is a curve line information generation unit, and 18 is a curve line shape storage unit. , 19 is a curvature vector setting unit, and 20 is a curved surface information generation unit. The embodiment according to claim 2 obtains a curved surface after shape deformation by inputting an intersection of a plurality of curved surfaces formed by a curved mesh and a curved mesh designating a moving amount and the moving amount thereof. Become.

【0035】参照点情報獲得部11は、曲線メッシュの
交点全てにIdを付ける。以後、この交点を参照点と呼
ぶ。参照点のIdとその位置を組みにして参照点情報格
納部12に格納する。曲線列情報獲得部13は、範囲内
の曲線の中で、滑らかに接続している曲線の列を変形後
も滑らかに接続するために、範囲の端の接続点から内側
に向って滑らかに接続する曲線の列を調べ、参照点のI
dの列として曲線列情報格納部14に格納する。このと
き曲線の列における両端点の接ベクトルと曲率ベクトル
も曲線列情報格納部14に格納する。参照点移動量決定
部15は、前記曲線列情報獲得部13で得られた曲線列
情報の各曲線列に対して、請求項1における接続点移動
量決定部5における操作を行い、参照点のIdと共に参
照点移動量格納部16に格納する。参照点は縦、横2つ
の曲線列に属しているので、移動量は両方の曲線列から
得られる移動量の相加平均となる。
The reference point information acquiring unit 11 attaches Id to all the intersections of the curved mesh. Hereinafter, this intersection is referred to as a reference point. The Id of the reference point and its position are combined and stored in the reference point information storage unit 12. The curve sequence information acquiring unit 13 smoothly connects inwardly from the connection point at the end of the range in order to smoothly connect the sequence of smoothly connected curves among the curves within the range even after deformation. Examine the sequence of curves that
It is stored in the curve row information storage unit 14 as a row of d. At this time, the tangent vector and the curvature vector at both ends of the curve row are also stored in the curve row information storage unit 14. The reference point movement amount determination unit 15 performs the operation of the connection point movement amount determination unit 5 in claim 1 on each curve sequence of the curve sequence information obtained by the curve sequence information acquisition unit 13, and determines the reference point. It is stored in the reference point movement amount storage unit 16 together with Id. Since the reference point belongs to two vertical and horizontal curve rows, the movement amount is an arithmetic average of the movement amounts obtained from both curve rows.

【0036】曲線列情報生成部17は、前記曲線列情報
獲得部13で得られた曲線列情報におけるIdの位置を
前記参照点情報獲得部11で得られた参照点の位置の情
報から引き出し、これに前記参照点移動量決定部15で
得られた移動量を合わせて新たな曲線形状を生成するた
めの点列情報を生成する。この点列をもとに新しい曲線
データを生成し、曲線列形状格納部18に格納する。曲
率ベクトル設定部19は、請求項1における曲率ベクト
ル設定部7における動作を前記曲線列情報生成部17で
得られた曲線形状の端点に対して行う。曲面情報生成部
20は、曲線列形状格納部18に格納されている曲線列
の情報から新たな曲面を内挿するための曲線メッシュを
生成する。
The curve sequence information generation unit 17 extracts the position of Id in the curve sequence information obtained by the curve sequence information acquisition unit 13 from the information on the position of the reference point obtained by the reference point information acquisition unit 11, Point sequence information for generating a new curve shape is generated by adding the movement amount obtained by the reference point movement amount determination unit 15 to this. New curve data is generated based on this point sequence, and stored in the curve line shape storage unit 18. The curvature vector setting unit 19 performs the operation of the curvature vector setting unit 7 in claim 1 on the end point of the curve shape obtained by the curve sequence information generation unit 17. The curved surface information generation unit 20 generates a curve mesh for interpolating a new curved surface from the information of the curve sequence stored in the curve sequence shape storage unit 18.

【0037】データの格納部としては以下のものがあ
る。参照点情報格納部12は、曲線メッシュの交点の位
置の情報と参照点に付けたIdと共に格納する装置であ
る。曲線列情報格納部14は、変形範囲の滑らかに接続
する曲線の端点のIdを曲線列情報とし、これを格納す
る装置である。曲線列の端点における接ベクトルと曲率
ベクトルもここに格納する。参照点移動量格納部16
は、曲線メッシュの参照点のIdとその移動量を格納す
る装置である。曲線列形状格納部18は、新しく生成さ
れる曲線列情報を格納する装置である。
The data storage section is as follows. The reference point information storage unit 12 is a device that stores information on the position of the intersection of the curved meshes and the Id attached to the reference point. The curve sequence information storage unit 14 is a device that stores Id of an end point of a curve connected smoothly in a deformation range as curve sequence information and stores the curve sequence information. The tangent vector and the curvature vector at the end point of the curve sequence are also stored here. Reference point movement amount storage unit 16
Is a device for storing the Id of the reference point of the curved mesh and the movement amount thereof. The curve sequence shape storage unit 18 is a device that stores newly generated curve sequence information.

【0038】図9は、本発明による曲面形状生成装置
説明するためのフローチャートである。以下、各ステッ
プに従って順に説明する。step1 :まず、曲線メッシュ、移動量を指定する参
照点、参照点の移動量を得る。step2 :次に、曲線メッシュの参照点すべてにId
を付ける。step3 :参照点のIdと該参照点の位置情報を組み
にして得る。step4 :滑らかに接続する曲線列を参照点のIdの
列として得る。step5 :滑らかに接続する曲線列の端点の接ベクト
ルと曲率ベクトルとを得る。step6 :参照点の移動量を決定する。step7 :新しい参照点の情報と接ベクトルから複数
の曲線列を生成する。step8 :新しく生成した曲線列の端点の曲率ベクト
ルをもとと同じ曲率ベクトルに設定する。
FIG. 9 is a flowchart for explaining a curved surface shape generating apparatus according to the present invention. Hereinafter, the steps will be sequentially described. Step 1 : First, a curve mesh, a reference point for designating a movement amount, and a movement amount of the reference point are obtained. step2 : Next, Id is applied to all the reference points of the curve mesh
Attached. step3 : A combination of the Id of the reference point and the position information of the reference point. Step 4 : Obtain a smoothly connected curve sequence as a sequence of Id at the reference point. Step 5 : Obtain the tangent vector and the curvature vector of the end points of the smoothly connected curve train. Step 6 : Determine the amount of movement of the reference point. Step 7 : Generate a plurality of curve trains from the new reference point information and the tangent vector. Step 8 : The curvature vector at the end point of the newly generated curve sequence is set to the same curvature vector as the original.

【0039】このようにして生成された曲面形状の実例
を図10(a),(b)に示してある。図10(a),
(b)において、図(a)がもとの曲線メッシュであ
り、太線で表しているのが変形範囲を指定する稜線列で
ある。移動量を指定する参照点としてこの曲線メッシュ
の中央の点Pをとった。移動量は上方向である。操作終
了後の図が図(b)である。この場合も、移動量を指定
した参照点P以外の点も移動し、変形範囲内が全体に大
きく変わっていることがわかる。
FIGS. 10 (a) and 10 (b) show actual examples of the curved surface shape generated in this manner. FIG. 10 (a),
In (b), FIG. (A) shows the original curve mesh, and the bold line shows the ridge line sequence specifying the deformation range. The center point P of this curved mesh was taken as a reference point for designating the movement amount. The amount of movement is upward. The diagram after the operation is completed is shown in FIG. In this case as well, it can be seen that points other than the reference point P for which the movement amount is specified also move, and that the entire deformation range is largely changed.

【0040】[0040]

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。 (1)請求項1の曲線形状生成装置においては、指定す
る範囲内の接続点の情報から新たに曲線を作り直すた
め、滑らかに接続した一連の曲線形状を任意の範囲を指
定してまとめて変形できるようになった。変形後も指定
した範囲の境界において曲率ベクトルの変化はない。 (2)請求項2の曲面形状生成装置においては、曲線メ
ッシュの曲線そのものを該曲線メッシュの交点をもとに
作り変えるために、曲線メッシュによりはられる複数の
曲面に対しても、範囲を指定し範囲内を1枚の面である
かのように変形操作ができるようになった。
As apparent from the above description, the present invention has the following effects. (1) In the curve shape generating device according to the first aspect, in order to recreate a new curve from the information of the connection points within the designated range, a series of smoothly connected curve shapes are collectively deformed by designating an arbitrary range. Now you can. Even after the deformation, the curvature vector does not change at the boundary of the specified range. (2) In the curved surface shape generating device according to the second aspect, in order to recreate the curve of the curved mesh itself based on the intersection of the curved mesh, a range is designated even for a plurality of curved surfaces formed by the curved mesh. It is now possible to perform a deformation operation within the range as if it were a single surface.

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

【図1】 本発明による曲線形状生成装置の一実施例を
説明するための構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining an embodiment of a curve shape generation device according to the present invention.

【図2】 接続点の移動量を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a movement amount of a connection point.

【図3】 曲線列の端の2つの曲線を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing two curves at the end of a curve row.

【図4】 2つの曲線の制御点と制御点間のベクトルを
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing control points of two curves and a vector between the control points.

【図5】 制御点間のベクトル接線方向の長さの決定を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating determination of a length in a vector tangent direction between control points.

【図6】 本発明による曲線形状生成装置を説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a curve shape generation device according to the present invention.

【図7】 曲線形状生成の実例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of generating a curved shape;

【図8】 本発明による曲面形状生成装置の一実施例を
説明するための構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram for explaining an embodiment of a curved surface shape generating device according to the present invention.

【図9】 本発明による曲面形状生成装置を説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart for explaining a curved surface shape generating apparatus according to the present invention.

【図10】 曲面形状生成の実例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of generating a curved surface shape.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…接続点情報獲得部、2…接続点情報格納部、3…端
点情報生成部、4…端点情報格納部、5…接続点移動量
決定部、6…曲線情報生成部、7…曲率ベクトル設定
部、8…曲線形状格納部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Connection point information acquisition part, 2 ... Connection point information storage part, 3 ... Endpoint information generation part, 4 ... Endpoint information storage part, 5 ... Connection point movement amount determination part, 6 ... Curve information generation part, 7 ... Curvature vector Setting unit, 8 ... curve shape storage unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−277969(JP,A) 情報処理学会第27回全国大会講演論文 集 1529−1530頁 浜川礼ほか「Bスプ ライン曲面の一考案」 情報処理学会第28回全国大会講演論文 集 1537−1538頁 浜川礼ほか「3次元 形状処理システムにおける曲面処理方 式」 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 17/50 626 G06F 17/50 622 G06T 17/40 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-277969 (JP, A) Information Processing Society of Japan 27th Annual Conference Proceedings, pp. 1529-1530 Rei Hamakawa et al. Proceedings of the 28th Annual Conference of the IPSJ pp. 1537-1538 Rei Hamakawa et al. "Surface processing method in 3D shape processing system" (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G06F 17/50 626 G06F 17/50 622 G06T 17/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 滑らかに接続された一連の曲線の接続点
の位置を得る接続点情報獲得手段と、該接続点情報獲得
手段で得られた接続点の情報を格納する接続点情報格納
手段と、連続した複数の曲線の両端点における端点の情
報を得る端点情報生成手段と、該端点情報生成手段で得
られた端点の情報を格納する端点情報格納手段と、前記
接続点情報格納手段で得られた接続点のうち、移動量を
指定された接続点以外の接続点の移動量を決定する接続
点移動量決定手段と、該接続点移動量決定手段で得られ
た接続点の情報と前記端点情報生成手段で得られた端点
の情報の中の接ベクトルから形状変形後の曲線形状の情
報を生成する曲線情報生成手段と、該曲線情報生成手段
で得られた曲線形状の端点における曲率ベクトルを前記
端点情報生成手段で得られた元の曲線における曲率ベク
トルに変更する曲率ベクトル設定手段と、該曲率ベクト
ル設定手段により得られた変更後の曲線形状を格納する
曲線形状格納手段とから成ることを特徴とする曲線形状
生成装置
1. A connecting point information obtaining means for obtaining a position of a connecting point of a series of smoothly connected curves, and a connecting point information storing means for storing information of connecting points obtained by the connecting point information obtaining means. End point information generating means for obtaining information on the end points at both end points of a plurality of continuous curves; end point information storing means for storing the end point information obtained by the end point information generating means; Connection point movement amount determining means for determining the movement amount of the connection points other than the connection point for which the movement amount is designated, among the connection points, information on the connection points obtained by the connection point movement amount determination means, Curve information generating means for generating information on a curve shape after shape deformation from a tangent vector in the information on the end point obtained by the end point information generating means, and a curvature vector at an end point of the curve shape obtained by the curve information generating means By the end point information generating means Curve shape generation characterized by comprising a curvature vector setting means for changing to a curvature vector of the obtained original curve, and a curve shape storage means for storing the changed curve shape obtained by the curvature vector setting means. Equipment .
【請求項2】 曲線メッシュの交点である参照点の情報
を得る参照点情報獲得手段と、該参照点情報獲得手段か
ら得られた参照点の情報を格納する参照点情報格納手段
と、変形範囲の端の接続点から内側に向かって滑らかに
接続する曲線列の情報を得る曲線列情報獲得手段と、該
曲線列情報獲得手段により得られた曲線列の両端点にお
ける情報を格納する曲線列情報格納手段と、前記曲線列
情報獲得手段で得られた曲線列の情報の各曲線列に対し
て参照点の移動量を決定する参照点移動量決定手段と、
該参照点移動量決定手段により決定された参照点の移動
量を格納する参照点移動量格納手段と、前記曲線列情報
獲得手段で得られた曲線列の情報における参照点の位置
を前記参照点情報獲得手段で得られた参照点の位置の情
報から引き出し、これに前記参照点移動量決定手段で得
られた移動量を合わせて新たな曲線列の情報を生成する
曲線列情報生成手段と、該曲線列情報生成手段で得られ
た曲線列の形状の端点における曲率ベクトルを前記曲線
列情報獲得手段で得られた曲線における曲率ベクトルに
変更する曲率ベクトル設定手段と、該曲率ベクトル設定
手段により得られた変更後の曲線列の形状を格納する曲
線列形状格納手段と、該曲線列形状格納手段に格納され
ている曲線列の情報から新しい曲面を内挿するための曲
線メッシュを生成する曲面情報生成手段とから成ること
を特徴とする曲面形状生成装置
2. A reference point information obtaining means for obtaining information of a reference point which is an intersection of a curved mesh, a reference point information storage means for storing information of a reference point obtained from the reference point information obtaining means, a deformation range Curve line information obtaining means for obtaining information of a curve line smoothly connected inward from the connection point at the end of the curve line, and curve line information for storing information at both end points of the curve line obtained by the curve line information obtaining means Storage means; reference point movement amount determination means for determining the movement amount of the reference point for each curve row of the curve row information obtained by the curve row information acquisition means;
A reference point moving amount storing means for storing the moving amount of the reference point determined by the reference point moving amount determining means; and a position of the reference point in the information of the curve sequence obtained by the curve sequence information obtaining means, Curve sequence information generating means for extracting from the information on the position of the reference point obtained by the information obtaining means and generating a new curve sequence information by adding the amount of movement obtained by the reference point moving amount determining means to this, A curvature vector setting means for changing a curvature vector at an end point of the shape of the curve sequence obtained by the curve sequence information generation means into a curvature vector of a curve obtained by the curve sequence information obtaining means; Curve line shape storing means for storing the changed shape of the curve sequence, and generating a curve mesh for interpolating a new curved surface from the information of the curve sequence stored in the curve line shape storing means Curved shape generation apparatus characterized by comprising a curved surface information generating unit that.
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情報処理学会第27回全国大会講演論文集 1529−1530頁 浜川礼ほか「Bスプライン曲面の一考案」
情報処理学会第28回全国大会講演論文集 1537−1538頁 浜川礼ほか「3次元形状処理システムにおける曲面処理方式」

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