JP3222261B2 - スキニング曲面形状生成装置 - Google Patents
スキニング曲面形状生成装置Info
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- JP3222261B2 JP3222261B2 JP11010093A JP11010093A JP3222261B2 JP 3222261 B2 JP3222261 B2 JP 3222261B2 JP 11010093 A JP11010093 A JP 11010093A JP 11010093 A JP11010093 A JP 11010093A JP 3222261 B2 JP3222261 B2 JP 3222261B2
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、スキニング曲面形状生成装置に
関し、より詳細には、空間上に配置された複数の断面を
補間して、スキニング曲面を生成することができる３次
元曲面形状生成装置としてのスキニング曲面形状生成装
置に関する。例えば、複数個の異なる断面形状を補間す
るスキニング装置に通用されるものである。
関し、より詳細には、空間上に配置された複数の断面を
補間して、スキニング曲面を生成することができる３次
元曲面形状生成装置としてのスキニング曲面形状生成装
置に関する。例えば、複数個の異なる断面形状を補間す
るスキニング装置に通用されるものである。
【０００２】
【従来技術】本発明に係る従来技術の記載された公知文
献としては、例えば、Wayne Tiller,「Rational B-Spli
nes for Curve and Surface Representation」（IEEE C
G&AVol.3,No6,September,1983,pp61-69）がある。この
ような従来技術では、断面を配置し、さらに断面を接続
するための頂点対応関係を指定することによってスキニ
ングを行っていた。しかしながら、このような従来技術
によれば、意図した滑らかなスキニング立体形状を生成
するための頂点対応関係を指定するのは困難であった。
献としては、例えば、Wayne Tiller,「Rational B-Spli
nes for Curve and Surface Representation」（IEEE C
G&AVol.3,No6,September,1983,pp61-69）がある。この
ような従来技術では、断面を配置し、さらに断面を接続
するための頂点対応関係を指定することによってスキニ
ングを行っていた。しかしながら、このような従来技術
によれば、意図した滑らかなスキニング立体形状を生成
するための頂点対応関係を指定するのは困難であった。
【０００３】この点を解決するために、本出願人により
特願平１−３０２８７０号に「スキニング立体生成方
法」が提案されている。この発明は、空間上に配置され
た複数の断面からスキニング立体を生成する方法におい
て、隣り合う二つの断面の中心の間に仮想な空間軌道を
生成し、上記生成された軌道に沿って、隣り合う二つの
断面のうち、前の断面を仮にスウィープして後の断面と
同一平面にし、前記仮にスウィープされた前の断面と後
の断面との頂点の対応関係をねじれ角度より見つけ、こ
れを真の前の断面と後の断面との頂点の対応関係とし、
該対応関係にある各頂点間を連続な曲線で補間し、この
生成した曲線によって囲まれる面に曲面を内挿してスキ
ニング立体を生成するものである。しかしながら、断面
を構成する曲線セグメントの数が同じでなければならな
いという制限があった。また、これによって生成された
スキニング曲面の数が多すぎるというデメリットがあっ
た。つまり、断面を構成する曲線セグメントが多ければ
それに対応して作成されるスキニング曲面が多いため、
その曲面の境界において滑らかさも減少する。
特願平１−３０２８７０号に「スキニング立体生成方
法」が提案されている。この発明は、空間上に配置され
た複数の断面からスキニング立体を生成する方法におい
て、隣り合う二つの断面の中心の間に仮想な空間軌道を
生成し、上記生成された軌道に沿って、隣り合う二つの
断面のうち、前の断面を仮にスウィープして後の断面と
同一平面にし、前記仮にスウィープされた前の断面と後
の断面との頂点の対応関係をねじれ角度より見つけ、こ
れを真の前の断面と後の断面との頂点の対応関係とし、
該対応関係にある各頂点間を連続な曲線で補間し、この
生成した曲線によって囲まれる面に曲面を内挿してスキ
ニング立体を生成するものである。しかしながら、断面
を構成する曲線セグメントの数が同じでなければならな
いという制限があった。また、これによって生成された
スキニング曲面の数が多すぎるというデメリットがあっ
た。つまり、断面を構成する曲線セグメントが多ければ
それに対応して作成されるスキニング曲面が多いため、
その曲面の境界において滑らかさも減少する。
【０００４】
【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、断面を構成する曲線セグメントの数が異なって
も、これらの断面を１つのＮＵＲＢＳ曲面で補間するこ
とができるようにしたスキニング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。
もので、断面を構成する曲線セグメントの数が異なって
も、これらの断面を１つのＮＵＲＢＳ曲面で補間するこ
とができるようにしたスキニング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。
【０００５】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
空間上に配置された複数の断面を補間して、スキニング
曲面を生成する３次元曲面形状生成装置において、複数
の断面を空間上に配置する配置手段と、各断面を構成す
るセグメントに対して接線連続でないところで分割して
１つまたは複数のＮＵＲＢＳ曲線を再構成する断面分割
手段と、前記断面分割手段で分割された端点を頂点ノー
ドとして断面間の頂点ノードの対応関係を見つける頂点
ノード関係決定手段と、頂点ノード間の曲線のノットベ
クトルを揃える曲線分割手段と、同一断面の複数本のＮ
ＵＲＢＳ曲線を結合する曲線結合手段と、前記曲線結合
手段で生成された各断面のＮＵＲＢＳ曲線を用いて隣合
う断面の間に自由曲面を生成する自由曲面生成手段とを
備えたこと、更には、（２）前記断面分割手段は、その
断面が１本のＮＵＲＢＳ曲線で構成されるということ、
更には、（３）前記断面分割手段は、その断面を構成す
る１本のＮＵＲＢＳ曲線を接線連続でないところを分割
して複数本のＮＵＲＢＳ曲線としたこと、更には、
（４）前記頂点ノード関係決定手段は、最小ねじれ角度
法としたこと、更には、（５）前記曲線分割手段は、対
応する曲線のノットベクトルを揃えるようにしたこと、
更には、（６）前記曲線結合手段は、複数のＮＵＲＢＳ
曲線を１本のＮＵＲＢＳ曲線にするようにしたこと、更
には、（７）前記自由曲面生成手段は、１個のＮＵＲＢ
Ｓ曲面を生成するようにした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。
空間上に配置された複数の断面を補間して、スキニング
曲面を生成する３次元曲面形状生成装置において、複数
の断面を空間上に配置する配置手段と、各断面を構成す
るセグメントに対して接線連続でないところで分割して
１つまたは複数のＮＵＲＢＳ曲線を再構成する断面分割
手段と、前記断面分割手段で分割された端点を頂点ノー
ドとして断面間の頂点ノードの対応関係を見つける頂点
ノード関係決定手段と、頂点ノード間の曲線のノットベ
クトルを揃える曲線分割手段と、同一断面の複数本のＮ
ＵＲＢＳ曲線を結合する曲線結合手段と、前記曲線結合
手段で生成された各断面のＮＵＲＢＳ曲線を用いて隣合
う断面の間に自由曲面を生成する自由曲面生成手段とを
備えたこと、更には、（２）前記断面分割手段は、その
断面が１本のＮＵＲＢＳ曲線で構成されるということ、
更には、（３）前記断面分割手段は、その断面を構成す
る１本のＮＵＲＢＳ曲線を接線連続でないところを分割
して複数本のＮＵＲＢＳ曲線としたこと、更には、
（４）前記頂点ノード関係決定手段は、最小ねじれ角度
法としたこと、更には、（５）前記曲線分割手段は、対
応する曲線のノットベクトルを揃えるようにしたこと、
更には、（６）前記曲線結合手段は、複数のＮＵＲＢＳ
曲線を１本のＮＵＲＢＳ曲線にするようにしたこと、更
には、（７）前記自由曲面生成手段は、１個のＮＵＲＢ
Ｓ曲面を生成するようにした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。
【０００６】図１は、本発明によるスキニング曲面形状
生成装置の一実施例を説明するための構成図で、図中、
１は図形要素発生手段、２は図形配置手段、３は断面分
割手段、４は頂点ノード対応関係決定手段、５は曲線分
割手段、６は曲線結合手段、７は自由曲面生成手段、８
はグラフィック表示制御部、９はグラフィック表示装
置、１０は図形記憶部である。
生成装置の一実施例を説明するための構成図で、図中、
１は図形要素発生手段、２は図形配置手段、３は断面分
割手段、４は頂点ノード対応関係決定手段、５は曲線分
割手段、６は曲線結合手段、７は自由曲面生成手段、８
はグラフィック表示制御部、９はグラフィック表示装
置、１０は図形記憶部である。
【０００７】本発明でいうスキニング曲面とは、図２に
示すような空間上に配置された複数の断面を補間して生
成した曲面である。各断面形状は１本のＮＵＲＢＳ曲線
より構成されるものである。以下に、ＮＵＲＢＳについ
て説明する。Ｂezier 曲線が多項式曲線であったために
表現できる曲線形状に制限があったように、Ｂ−スプラ
イン曲線も多項式曲線であるので、円錐曲線などは表現
することができない。Ｂezier 曲線と同様に有理化を行
なうことにより、このような曲線を表現可能にしたもの
が有理Ｂ−スプライン曲線である。
示すような空間上に配置された複数の断面を補間して生
成した曲面である。各断面形状は１本のＮＵＲＢＳ曲線
より構成されるものである。以下に、ＮＵＲＢＳについ
て説明する。Ｂezier 曲線が多項式曲線であったために
表現できる曲線形状に制限があったように、Ｂ−スプラ
イン曲線も多項式曲線であるので、円錐曲線などは表現
することができない。Ｂezier 曲線と同様に有理化を行
なうことにより、このような曲線を表現可能にしたもの
が有理Ｂ−スプライン曲線である。
【０００８】ＮＵＲＢＳとはＮon Ｕniform Ｒational
Ｂ-Ｓpline の略である。Ｎon Ｕniform（非一様）と
は、有理Ｂ−スプライン曲線におけるノットベクトル
が、開一様や一様というようにある特定の決まりを持た
ず、単調増加であればどんな形のノットベクトルでもよ
いという形式のことをいう。有理Ｂ−スプライン曲線
は、Ｂ−スプライン曲線の性質を受け継いでいるので、
ＮＵＲＢＳも非一様なＢ−スプライン曲線の性質を引き
継いでいる。ノットベクトルが非一様であるならば、中
間ノットを多重化することにより、複数の曲線を接続し
たような曲線を表わすことが可能である。たとえ折れ曲
がっている曲線でも、１本の曲線として表わすことが可
能である。以上の説明は、「３次元ＣＡＤの基礎と応
用」（鳥谷浩志外１名著、共立出版株式会社発行、１９
９１年２日２５日）に記載されている。
Ｂ-Ｓpline の略である。Ｎon Ｕniform（非一様）と
は、有理Ｂ−スプライン曲線におけるノットベクトル
が、開一様や一様というようにある特定の決まりを持た
ず、単調増加であればどんな形のノットベクトルでもよ
いという形式のことをいう。有理Ｂ−スプライン曲線
は、Ｂ−スプライン曲線の性質を受け継いでいるので、
ＮＵＲＢＳも非一様なＢ−スプライン曲線の性質を引き
継いでいる。ノットベクトルが非一様であるならば、中
間ノットを多重化することにより、複数の曲線を接続し
たような曲線を表わすことが可能である。たとえ折れ曲
がっている曲線でも、１本の曲線として表わすことが可
能である。以上の説明は、「３次元ＣＡＤの基礎と応
用」（鳥谷浩志外１名著、共立出版株式会社発行、１９
９１年２日２５日）に記載されている。
【０００９】まず、３次元ＣＡＤシステムなどの図形要
素発生手段１より複数な断面形状を生成する。そして生
成した断面形状はグラフィック表示制御部８に入力さ
れ、例えばＣＲＴのようなグラフィック表示装置９の画
面上に表示されると共に、図形配置手段２に伝送され
る。該図形配置手段２により断面を空間上に所望の位置
に配置する。配置された断面がグラフィック表示装置９
に表示された後、図形記憶部１０が記憶されると共に、
断面分割手段３に伝送される。断面データが整理された
後、頂点ノード対応関係決定手段４に伝送される。頂点
ノード対応関係決定手段４より隣り合う断面間の頂点ノ
ードの対応関係を決めた後、頂点ノードの対応関係を図
形記憶部１０に記憶すると共に曲線分割手段５に伝送す
る。曲線分割手段５より対応した頂点ノード間を１本の
ＮＵＲＢＳ曲線にし（頂点ノード間については、図６を
用いて後述する）、そしてノットベクトルを同一にした
後、グラフィック表示装置９に表示されると共に、対応
関係と図形と共に図形記憶部１０に記憶された後、曲線
結合手段６に伝送される。
素発生手段１より複数な断面形状を生成する。そして生
成した断面形状はグラフィック表示制御部８に入力さ
れ、例えばＣＲＴのようなグラフィック表示装置９の画
面上に表示されると共に、図形配置手段２に伝送され
る。該図形配置手段２により断面を空間上に所望の位置
に配置する。配置された断面がグラフィック表示装置９
に表示された後、図形記憶部１０が記憶されると共に、
断面分割手段３に伝送される。断面データが整理された
後、頂点ノード対応関係決定手段４に伝送される。頂点
ノード対応関係決定手段４より隣り合う断面間の頂点ノ
ードの対応関係を決めた後、頂点ノードの対応関係を図
形記憶部１０に記憶すると共に曲線分割手段５に伝送す
る。曲線分割手段５より対応した頂点ノード間を１本の
ＮＵＲＢＳ曲線にし（頂点ノード間については、図６を
用いて後述する）、そしてノットベクトルを同一にした
後、グラフィック表示装置９に表示されると共に、対応
関係と図形と共に図形記憶部１０に記憶された後、曲線
結合手段６に伝送される。
【００１０】曲線結合手段６において、図形記憶部１０
から読み込んだ断面のデータと頂点ノード対応関係デー
タに基づいて曲線結合を行う。曲線結合手段６より結合
された曲線がグラフィック表示装置９に表示されると共
に自由曲面生成手段７に伝送される。自由曲面生成手段
７により生成された曲面がグラフィック表示装置９に表
示されると共に図形記憶部１０に伝送される。
から読み込んだ断面のデータと頂点ノード対応関係デー
タに基づいて曲線結合を行う。曲線結合手段６より結合
された曲線がグラフィック表示装置９に表示されると共
に自由曲面生成手段７に伝送される。自由曲面生成手段
７により生成された曲面がグラフィック表示装置９に表
示されると共に図形記憶部１０に伝送される。
【００１１】以下に、各手段について説明する。図形配
置手段２は、３次元ＣＡＤシステムなどより生成された
複数個の断面形状を移動または回転などにより、図２に
示すように空間上に所望の位置に配置する。各断面形状
は、１本のＮＵＲＢＳ曲線より構成されるものとする。
断面分割手段３は、各断面形状を同一の位数にしてか
ら、断面を構成するセグメントに対して、接線連続でな
いところを分割する。なお、円のようにすべてが接線連
続なものに対しては、円要素は（始点座標、中心座標、
半径、角度）で指定されるのでこの始点座標を分割点と
みなす。これによって、図３に示すように、断面が１本
または複数本のＮＵＲＢＳ曲線により再構成される。各
ＮＵＲＢＳ曲線の端点を頂点ノードと呼ぶ。
置手段２は、３次元ＣＡＤシステムなどより生成された
複数個の断面形状を移動または回転などにより、図２に
示すように空間上に所望の位置に配置する。各断面形状
は、１本のＮＵＲＢＳ曲線より構成されるものとする。
断面分割手段３は、各断面形状を同一の位数にしてか
ら、断面を構成するセグメントに対して、接線連続でな
いところを分割する。なお、円のようにすべてが接線連
続なものに対しては、円要素は（始点座標、中心座標、
半径、角度）で指定されるのでこの始点座標を分割点と
みなす。これによって、図３に示すように、断面が１本
または複数本のＮＵＲＢＳ曲線により再構成される。各
ＮＵＲＢＳ曲線の端点を頂点ノードと呼ぶ。
【００１２】頂点ノード対応関係決定手段４は、各断面
の内最大頂点ノード数を持つ断面を選ぶ（図３の断面
２）。そして、最大頂点ノード数を持つ断面を基準にし
て、その断面から順次に左側、そして右側のそれぞれの
断面群に向かって、隣り合う断面の頂点ノードの対応関
係を決めてゆく。この頂点ノードの対応関係を決める手
順は以下のようになる。
の内最大頂点ノード数を持つ断面を選ぶ（図３の断面
２）。そして、最大頂点ノード数を持つ断面を基準にし
て、その断面から順次に左側、そして右側のそれぞれの
断面群に向かって、隣り合う断面の頂点ノードの対応関
係を決めてゆく。この頂点ノードの対応関係を決める手
順は以下のようになる。
【００１３】step１；隣り合う二つの断面の中心間に仮
想な空間軌道を自由曲線で生成する。ここで、隣り合う
二つの断面の開始側の断面を前の断面と呼び、終了側の
断面を後の断面と呼ぶ。また、この自由曲面の両端点の
位置はそれぞれ前の断面と後の断面の中心位置であっ
て、両端点における接ベクトルはそれぞれ前の断面と後
の断面の法線ベクトルと一致し、真中の制御点位置は曲
線の両端点における接ベクトルの交点の位置である。た
だし、接ベクトル間の交点がないときには、互いに最も
近い点を真中の制御点位置とする。また、曲線の両端点
の重みは１.０である。図４は仮想的な空間軌道をあら
わす自由曲線を生成したところを示している。step２；
頂点ノードの対応関係を決めるため、図５に示すよう
に、前記ステップ１で求めた軌道に沿って、前の断面を
仮にスィープし、後の断面と同じ平面に持ってくる。
想な空間軌道を自由曲線で生成する。ここで、隣り合う
二つの断面の開始側の断面を前の断面と呼び、終了側の
断面を後の断面と呼ぶ。また、この自由曲面の両端点の
位置はそれぞれ前の断面と後の断面の中心位置であっ
て、両端点における接ベクトルはそれぞれ前の断面と後
の断面の法線ベクトルと一致し、真中の制御点位置は曲
線の両端点における接ベクトルの交点の位置である。た
だし、接ベクトル間の交点がないときには、互いに最も
近い点を真中の制御点位置とする。また、曲線の両端点
の重みは１.０である。図４は仮想的な空間軌道をあら
わす自由曲線を生成したところを示している。step２；
頂点ノードの対応関係を決めるため、図５に示すよう
に、前記ステップ１で求めた軌道に沿って、前の断面を
仮にスィープし、後の断面と同じ平面に持ってくる。
【００１４】step３；前記ステップ２で求めた仮にスィ
ープされた前の断面と後の断面との頂点ノードの対応関
係を決めるため、ねじれ角度を計算する。図６では仮に
スィープされた前の断面の頂点ノードＶ７′と後の断面
の頂点ノードＶ１０を組み合わせるとすれば、断面の中
心とそれぞれの頂点ノードで決まったベクトルの挾む角
度をねじれ角度と呼ぶ。二つ断面の頂点ノードの数が異
なる場合には、頂点ノードの数が少ない断面の各ノード
に対して、もう一方の断面の頂点ノードの中から、ねじ
れ角度より一番近い頂点ノードを選ぶ（例えば、図６の
Ｖ７′とＶ１０、Ｖ５′とＶ９）。これにより真の前の
断面と後の断面との頂点ノード対応関係を決める（例え
ば、図５のＶ７とＶ１０、Ｖ５とＶ９）。頂点ノードの
数が多い断面における対応のない頂点ノード（図６のＶ
６′とＶ８′）に対して、曲線分割手段５により対応関
係を決める。また、二つの断面の頂点ノードの数が同じ
である場合には、仮にスィープされた前の断面のある頂
点ノードと後の断面のある頂点ノードを組み合わせ、そ
の以降の頂点ノードに対して、順番に組み合わせていく
ときのそれぞれの挾む角度の総和を総ねじれ角度と呼
ぶ。仮にスィープされた前の断面と後の断面における頂
点ノード対応の複数個の組み合わせから、総ねじれ角度
が最小であるような組み合わせ方を選ぶ。この組み合わ
せ方により真の前の断面と後の断面との頂点ノード対応
関係を決める。以上より決まった頂点ノード対応関係を
セーブする。
ープされた前の断面と後の断面との頂点ノードの対応関
係を決めるため、ねじれ角度を計算する。図６では仮に
スィープされた前の断面の頂点ノードＶ７′と後の断面
の頂点ノードＶ１０を組み合わせるとすれば、断面の中
心とそれぞれの頂点ノードで決まったベクトルの挾む角
度をねじれ角度と呼ぶ。二つ断面の頂点ノードの数が異
なる場合には、頂点ノードの数が少ない断面の各ノード
に対して、もう一方の断面の頂点ノードの中から、ねじ
れ角度より一番近い頂点ノードを選ぶ（例えば、図６の
Ｖ７′とＶ１０、Ｖ５′とＶ９）。これにより真の前の
断面と後の断面との頂点ノード対応関係を決める（例え
ば、図５のＶ７とＶ１０、Ｖ５とＶ９）。頂点ノードの
数が多い断面における対応のない頂点ノード（図６のＶ
６′とＶ８′）に対して、曲線分割手段５により対応関
係を決める。また、二つの断面の頂点ノードの数が同じ
である場合には、仮にスィープされた前の断面のある頂
点ノードと後の断面のある頂点ノードを組み合わせ、そ
の以降の頂点ノードに対して、順番に組み合わせていく
ときのそれぞれの挾む角度の総和を総ねじれ角度と呼
ぶ。仮にスィープされた前の断面と後の断面における頂
点ノード対応の複数個の組み合わせから、総ねじれ角度
が最小であるような組み合わせ方を選ぶ。この組み合わ
せ方により真の前の断面と後の断面との頂点ノード対応
関係を決める。以上より決まった頂点ノード対応関係を
セーブする。
【００１５】曲線分割手段５は、頂点ノード対応関係決
定手段によって、対応した頂点ノードの間を１本のＮＵ
ＲＢＳ曲線にし、そして図６に示すようにノットベクト
ルを同一にする。すなわち、頂点ノード対応関係決定手
段によって決定した同一断面上の頂点（図６で言えばＶ
９とＶ１０）をこの断面の新たな頂点とみなし、その頂
点間をそれぞれ１本のＮＵＲＢＳ曲線にする（もともと
在ったそれらの間のセグメントを表す頂点はこの操作に
よってなくなる）。なお、ノットベクトルが正規化した
ものとする。例えば、図６には、Ｖ１０とＶ７′，Ｖ９
とＶ５′が対応しているとする。図５のＶ５とＶ７，Ｖ
９とＶ１０との左右の曲線をそれぞれ１本のＮＵＲＢＳ
曲線にした後、ノットベクトルを同一にする。曲線結合
手段６は、各断面に対して、複数のＮＵＲＢＳ曲線をま
とめて１本にする。ただし、ＮＵＲＢＳ曲線の始点は頂
点ノードの対応関係より決まる。なお、これによってま
とまったすべてのＮＵＲＢＳ曲線のノットベクトルは同
一となる。自由曲面生成手段７は、図７に示すように、
各断面を内挿するような１個のＮＵＲＢＳ曲面を生成す
る。
定手段によって、対応した頂点ノードの間を１本のＮＵ
ＲＢＳ曲線にし、そして図６に示すようにノットベクト
ルを同一にする。すなわち、頂点ノード対応関係決定手
段によって決定した同一断面上の頂点（図６で言えばＶ
９とＶ１０）をこの断面の新たな頂点とみなし、その頂
点間をそれぞれ１本のＮＵＲＢＳ曲線にする（もともと
在ったそれらの間のセグメントを表す頂点はこの操作に
よってなくなる）。なお、ノットベクトルが正規化した
ものとする。例えば、図６には、Ｖ１０とＶ７′，Ｖ９
とＶ５′が対応しているとする。図５のＶ５とＶ７，Ｖ
９とＶ１０との左右の曲線をそれぞれ１本のＮＵＲＢＳ
曲線にした後、ノットベクトルを同一にする。曲線結合
手段６は、各断面に対して、複数のＮＵＲＢＳ曲線をま
とめて１本にする。ただし、ＮＵＲＢＳ曲線の始点は頂
点ノードの対応関係より決まる。なお、これによってま
とまったすべてのＮＵＲＢＳ曲線のノットベクトルは同
一となる。自由曲面生成手段７は、図７に示すように、
各断面を内挿するような１個のＮＵＲＢＳ曲面を生成す
る。
【００１６】
【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に記載された発明によると、空間上に配
置された複数の断面を補間して、スキニング曲面を生成
することができる。特に、隣合う断面のＮＵＲＢＳ曲線
を用いて自由曲面を生成することにより、曲面内のパッ
チ同士の連続性が向上し、滑らかな曲面が生成できる。 （２）請求項２に記載された発明によると、ＮＵＲＢＳ
曲線で構成される断面に適応することができる。 （３）請求項４に記載された発明によると、断面間の対
応関係を自動的に決定することができる。 （４）請求項７に記載された発明によると、複数の断面
を１個のＮＵＲＢＳ曲面で補間するようなスキニング曲
面を生成することができる。 （５）本発明を３次元ＣＡＤシステムなどに実現するこ
とによって、飛行機の翼、プロペラ、パイプ、イメージ
処理における複雑なスキニング曲面の生成などの形状を
設計することが容易にできる。
と、以下のような効果がある。 （１）請求項１に記載された発明によると、空間上に配
置された複数の断面を補間して、スキニング曲面を生成
することができる。特に、隣合う断面のＮＵＲＢＳ曲線
を用いて自由曲面を生成することにより、曲面内のパッ
チ同士の連続性が向上し、滑らかな曲面が生成できる。 （２）請求項２に記載された発明によると、ＮＵＲＢＳ
曲線で構成される断面に適応することができる。 （３）請求項４に記載された発明によると、断面間の対
応関係を自動的に決定することができる。 （４）請求項７に記載された発明によると、複数の断面
を１個のＮＵＲＢＳ曲面で補間するようなスキニング曲
面を生成することができる。 （５）本発明を３次元ＣＡＤシステムなどに実現するこ
とによって、飛行機の翼、プロペラ、パイプ、イメージ
処理における複雑なスキニング曲面の生成などの形状を
設計することが容易にできる。
【図１】 本発明によるスキニング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。
一実施例を説明するための構成図である。
【図２】 本発明による生成された複数個の断面形状を
配置した図である。
配置した図である。
【図３】 本発明による断面が１本又は複数本のＮＵＲ
ＢＳ曲線により再構成された図である。
ＢＳ曲線により再構成された図である。
【図４】 本発明による仮想的な空間軌道を表わす自由
曲線の生成を示す図である。
曲線の生成を示す図である。
【図５】 本発明による前の断面と仮にスイープし、後
の断面と同じ平面を持ってくる様子を示す図である。
の断面と同じ平面を持ってくる様子を示す図である。
【図６】 本発明による頂点ノードの対応関係を示す図
である。
である。
【図７】 本発明による頂点ノード間を自由曲線でつな
いだ様子を示す図である。
いだ様子を示す図である。
１…図形要素発生手段、２…図形配置手段、３…断面分
割手段、４…頂点ノード対応関係決定手段、５…曲線分
割手段、６…曲線結合手段、７…自由曲面生成手段、８
…グラフィック表示制御部、９…グラフィック表示装
置、１０…図形記憶部。
割手段、４…頂点ノード対応関係決定手段、５…曲線分
割手段、６…曲線結合手段、７…自由曲面生成手段、８
…グラフィック表示制御部、９…グラフィック表示装
置、１０…図形記憶部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−263368（ＪＰ，Ａ) ＣＶＧＩＰ：Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｍ ｏｄｅｌｓ ａｎｄ Ｉｍａｇｅ Ｐｒ ｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｖｏｌ．53，ｎｏ. ６，ｐ511−521，Ｍ．Ｅ．Ｈｏｈｍｅｙ ｅｒ ｅｔ ａｌ．，”Ｓｋｉｎｎｉｎ ｇ Ｒａｔｉｏｎａｌ Ｂ−Ｓｐｌｉｎ ｅ Ｃｕｒｖｅｓ ｔｏ Ｃｏｎｓｔｒ ｕｃｔ ａｎ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｏ ｒｙ Ｓｕｒｆａｃｅ" (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 17/50 622
Claims (7)
- 【請求項１】 空間上に配置された複数の断面を補間し
て、スキニング曲面を生成する３次元曲面形状生成装置
において、複数の断面を空間上に配置する配置手段と、
各断面を構成するセグメントに対して接線連続でないと
ころで分割して１つまたは複数のＮＵＲＢＳ曲線を再構
成する断面分割手段と、前記断面分割手段で分割された
端点を頂点ノードとして断面間の頂点ノードの対応関係
を見つける頂点ノード関係決定手段と、頂点ノード間の
曲線のノットベクトルを揃える曲線分割手段と、同一断
面の複数本のＮＵＲＢＳ曲線を結合する曲線結合手段
と、前記曲線結合手段で生成された各断面のＮＵＲＢＳ
曲線を用いて隣合う断面の間に自由曲面を生成する自由
曲面生成手段とを備えたことを特徴とするスキニング曲
面形状生成装置。 - 【請求項２】 前記断面分割手段は、その断面が１本の
ＮＵＲＢＳ曲線で構成されるということを特徴とする請
求項１記載のスキニング曲面形状生成装置。 - 【請求項３】 前記断面分割手段は、その断面を構成す
る１本のＮＵＲＢＳ曲線を接線連続でないところを分割
して複数本のＮＵＲＢＳ曲線としたことを特徴とする請
求項１記載のスキニング曲面形状生成装置。 - 【請求項４】 前記頂点ノード関係決定手段は、最小ね
じれ角度法としたことを特徴とする請求項１記載のスキ
ニング曲面形状生成装置。 - 【請求項５】 前記曲線分割手段は、対応する曲線のノ
ットベクトルを揃えるようにしたことを特徴とする請求
項１記載のスキニング曲面形状生成装置。 - 【請求項６】 前記曲線結合手段は、複数のＮＵＲＢＳ
曲線を１本のＮＵＲＢＳ曲線にするようにしたことを特
徴とする請求項１記載のスキニング曲面形状生成装置。 - 【請求項７】 前記自由曲面生成手段は、１個のＮＵＲ
ＢＳ曲面を生成するようにしたことを特徴とする請求項
１記載のスキニング曲面形状生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11010093A JP3222261B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | スキニング曲面形状生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11010093A JP3222261B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | スキニング曲面形状生成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06301752A JPH06301752A (ja) | 1994-10-28 |
| JP3222261B2 true JP3222261B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=14527043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11010093A Expired - Fee Related JP3222261B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | スキニング曲面形状生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3222261B2 (ja) |
-
1993
- 1993-04-12 JP JP11010093A patent/JP3222261B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＣＶＧＩＰ：Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌｓ ａｎｄ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｖｏｌ．５３，ｎｏ．６，ｐ５１１−５２１，Ｍ．Ｅ．Ｈｏｈｍｅｙｅｒ ｅｔ ａｌ．，"Ｓｋｉｎｎｉｎｇ Ｒａｔｉｏｎａｌ Ｂ−Ｓｐｌｉｎｅ Ｃｕｒｖｅｓ ｔｏ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ａｎ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｏｒｙ Ｓｕｒｆａｃｅ" |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06301752A (ja) | 1994-10-28 |
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