JP3241266B2 - ３次元ｃａｄシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＡＤ（Computer
Aided Design ：コンピュータ援用設計）システム、Ｃ
ＡＤシステムを用いた３次元モデルの作成方法、及び３
次元モデル作成用のプログラムが格納された記憶媒体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
特開平７−２４９１３３号公報に開示されたものが知ら
れている。この公報には、複数種類が存在するような特
定の物品で、立体モデルの作成を容易にするための３次
元ＣＡＤシステムが記載されている。

【０００３】この技術においては、形状が類似した物品
を、複数の代表部分に分割する手段と、その部分形状を
定性的な形状に分類する手段と、分類した定性的形状を
標準化して登録するデータベース手段と、分類した定性
的な形状の寸法関係をパラメータとして定義し、寸法を
付与していく手段とを有することによって、３次元の物
品の形状モデルの作成を容易に行うものである。

【０００４】当該公報には、図２２に示すようなコンロ
ット４００を、大端部４０１、さお部４０２および小端
部４０３の３つの部分に分割し、それぞれに十数種類の
定性形状を設け、これらの定型形状のパラメータとして
定義された相関寸法値を入力することによって、新しい
コンロッドの３次元モデルを生成する手法について開示
されている。

【０００５】同様にパラメトリック設計に関して開示し
たものとして、特開平７−２５４０７５号公報や特開平
７−２９６０３９号公報などがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この技術で
は、登録された定性的形状があれば、相関寸法値のみを
パラメータ入力すれば、任意の部分形状が得られ、部分
形状を組み合わることにより任意の３次元モデルを得る
ことができる。しかしながら、登録されていない形状に
ついては、形状の入力作業を一から行ってから、データ
ベースへの登録を実行し、３次元モデルを生成しなけれ
ばならず、古い形状を再利用して類似の形状を得る以外
は、容易に３次元モデルを生成できるものではない。

【０００７】また、登録済みの形状の微細部分の形状差
についても、形状データを構成する所定の曲線を修正し
た場合には、この曲線と交わる他の曲線やこの曲線を境
界線とする曲面などへの修正も行わねばならず、修正作
業が煩雑になり問題であった。

【０００８】本発明は、このような問題を解決し、３次
元モデルを容易に生成できる３次元ＣＡＤシステム、３
次元モデル作成方法、及び３次元モデル作成用記憶媒体
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の３次元ＣＡＤシステムは、設計対象物の幾
何構造を示す複数のキットモデルを記憶する記憶手段
と、記憶手段に記憶されたキットモデルを読み出してデ
ィスプレイに表示させる表示手段と、ディスプレイに表
示されたキットモデルを基本とした変形情報を、キット
モデルの修正情報として受け付ける入力手段と、入力手
段によって受け付けられた修正情報に基づいて、キット
モデルを修正する修正手段とを備え、キットモデルは、
このキットモデルを構成する点・曲線・曲面などの幾何
形状データと、この幾何形状データの相関関係を示す相
関関係データとを有することを特徴とする。

【００１０】このような構成を有する本発明の３次元Ｃ
ＡＤシステムによれば、記憶手段に記憶されたキットモ
デルが、表示手段によってディスプレイ上に表示され
る。ここで表示されるキットモデルは、このキットモデ
ルを構成する点・曲線・曲面などの幾何形状データと、
この幾何形状データの相関関係を示す相関関係データと
を有している。次に、ディスプレイ上に表示されたキッ
トモデルを自分が発想した図形に近付けるために、デザ
イナーによって修正情報が入力されると、修正情報は入
力手段で受け付けられ、修正手段に与えられる。修正手
段では、この修正情報に基づいてキットモデルの修正が
行われ、所望の３次元モデルが完成する。

【００１１】このように、幾何形状データと相関関係デ
ータとを有するキットモデルを修正してデザインするこ
とにより、デザイン作業の効率が大幅に向上する。即
ち、例えば幾何形状データを構成する所定の曲線を修正
した場合、この曲線と交わる他の曲線やこの曲線を境界
線とする曲面などが、相関関係データによって容易に検
出される。その結果、修正した曲線と相関関係を有する
他の曲線等の修正を容易に行うことができる。

【００１２】ここで、入力手段で受け付ける修正情報
は、キットモデルを構成する曲線の中から選択された修
正対象線を移動或いは変形させるための情報であり、修
正手段では、修正情報に基づいて、修正対象線を移動或
いは変形させると共に、この修正対象線に対して交点を
持つ全ての点・曲線・曲面を、修正対象線に連動して修
正させることが好ましい。

【００１３】また、入力手段で受け付ける修正情報は、
キットモデルに対して修正対象線を追加或いは削除させ
るための情報であり、修正手段では、修正情報に基づい
て、キットモデルに対して修正対象線を追加或いは削除
させると共に、この修正対象線と交点を持つ全ての点・
曲線・曲面を、修正対象線に連動して修正させることが
好ましい。

【００１４】さらに、相関関係データは、キットモデル
を構成する曲面とこの曲面の境界線である曲線との利用
関係・被利用関係を示すデータ、及び境界線である曲線
とこの曲線上の点との利用関係・被利用関係を示すデー
タであり、修正手段では、相関関係データに基づいて、
キットモデルを修正することが好ましい。

【００１５】次に、本発明の３次元モデル作成方法は、
点・曲線・曲面などの幾何形状データとこの幾何形状デ
ータの相関関係を示す相関関係データとを有し、設計対
象物の幾何構造を示すキットモデルをディスプレイに表
示させる第１のステップと、ディスプレイに表示された
キットモデルを基本とした変形情報を、キットモデルの
修正情報として受け付ける第２のステップと、修正情報
に基づいて、キットモデルを修正する第３のステップと
を備えたことを特徴とする。

【００１６】ここで、第２のステップで受け付ける修正
情報は、キットモデルを構成する曲線の中から選択され
た修正対象線を移動或いは変形させるための情報であ
り、第３のステップでは、修正情報に基づいて、キット
モデルに修正対象線を追加或いは削除させると共に、こ
の修正対象線に対して交点を持つ全ての点・曲線・曲面
を、修正対象線に連動して修正させることが好ましい。

【００１７】また、第２のステップで受け付ける修正情
報は、キットモデルに対して修正対象線を追加或いは削
除させるための情報であり、第３のステップでは、修正
情報に基づいて、キットモデルに対して修正対象線を追
加或いは削除させると共に、この修正対象線に対して交
点を持つ全ての点・曲線・曲面を、修正対象線に連動し
て修正させることが好ましい。

【００１８】さらに、相関関係データは、キットモデル
を構成する曲面とこの曲面の境界線である曲線との利用
関係・被利用関係を示すデータ、及び境界線である曲線
とこの曲線上の点との利用関係・被利用関係を示すデー
タであり、第３のステップでは、相関関係データに基づ
いて、キットモデルを修正することが好ましい。

【００１９】次に、本発明の３次元モデル作成用記憶媒
体は、データを格納するデータエリアと、プログラムを
格納するプログラムエリアとを有し、所定の情報処理装
置を用いてデータ及びプログラムを読み取ることによ
り、データを参照しつつプログラムを情報処理装置で実
行させることのできる記憶媒体であって、データエリア
には、点・曲線・曲面などの幾何形状データとこの幾何
形状データの相関関係を示す相関関係データとを有し、
設計対象物の幾何構造を示すキットモデルが格納され、
プログラムエリアには、キットモデルをディスプレイに
表示させる表示ルーチンと、ディスプレイに表示された
キットモデルを基本とした変形情報を、キットモデルの
修正情報として受け付ける入力ルーチンと、入力ルーチ
ンによって受け付けられた修正情報に基づいて、キット
モデルを修正する修正ルーチンとを有する３次元モデル
作成プログラムが格納されたことを特徴とする。

【００２０】このような構成を有する本発明の３次元モ
デル作成用記憶媒体を所定の情報処理装置に収容して、
データエリアに格納されたキットモデルとプログラムエ
リアに格納された３次元モデル作成プログラムとをそれ
ぞれ読み取ることにより、３次元モデル作成プログラム
を情報処理装置で実行させることができる。

【００２１】即ち、表示ルーチンの実行によって、キッ
トモデルはディスプレイに表示される。ここで表示され
るキットモデルは、このキットモデルを構成する点・曲
線・曲面などの幾何形状データと、この幾何形状データ
の相関関係を示す相関関係データとを有している。次
に、ディスプレイ上に表示されたキットモデルを自分が
発想した図形に近付けるために、デザイナーによって修
正情報が入力されると、修正情報は入力ルーチンで受け
付けられ、修正ルーチンに与えられる。修正手段では、
この修正情報に基づいてキットモデルの修正が行われ、
所望の３次元モデルが完成する。

【００２２】このように、幾何形状データと相関関係デ
ータとを有するキットモデルを修正してデザインするこ
とにより、デザイン作業の効率が大幅に向上する。例え
ば、幾何形状データを構成する所定の曲線を修正した場
合、この曲線と交わる他の曲線やこの曲線を境界線とす
る曲面などが、相関関係データによって容易に検出され
る。その結果、修正した曲線と相関関係を有する他の曲
線等の修正を容易に行うことができる。

【００２３】ここで、入力ルーチンで受け付ける修正情
報は、キットモデルを構成する曲線の中から選択された
修正対象線を移動或いは変形させるための情報であり、
修正ルーチンでは、修正情報に基づいて、キットモデル
に修正対象線を追加或いは削除させると共に、この修正
対象線に対して交点を持つ全ての点・曲線・曲面を、修
正対象線に連動して修正させることが好ましい。

【００２４】また、入力ルーチンで受け付ける修正情報
は、キットモデルに対して修正対象線を追加或いは削除
させるための情報であり、修正ルーチンでは、修正情報
に基づいて、キットモデルに対して修正対象線を追加或
いは削除させると共に、この修正対象線に対して交点を
持つ全ての点・曲線・曲面を、修正対象線に連動して修
正させることが好ましい。

【００２５】さらに、相関関係データは、キットモデル
を構成する曲面とこの曲面の境界線である曲線との利用
関係・被利用関係を示すデータ、及び境界線である曲線
とこの曲線上の点との利用関係・被利用関係を示すデー
タであり、修正ルーチンでは、相関関係データに基づい
て、キットモデルを修正することが好ましい。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて添付図面を参照して説明する。なお、説明におい
て同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略す
る。

【００２７】１ ３次元ＣＡＤシステム 図１は、本実施形態である３次元ＣＡＤシステム１を示
すブロック図である。図１に示すように、３次元ＣＡＤ
システム１は、オペレーティングシステム１１及び３次
元モデル作成プログラム１２が記憶された主記憶装置１
０と、設計対象物の幾何構造を示すキットモデル２１が
記録されたハードディスク装置（記憶手段）２０と、キ
ットモデル２１を表示するディスプレイ３０とを備えて
いる。また、３次元ＣＡＤシステム１は、キットモデル
２１の修正情報１５ａをディスプレイ３０上で入力させ
るマウス４０と、キットモデル２１の寸法数値データを
入力させるキーボード５０と、３次元モデル作成プログ
ラム１２の実行等を制御するＣＰＵ６０とを備えてい
る。

【００２８】３次元モデル作成プログラム１２は、処理
を統括するメインルーチン１３と、キットモデル２１を
ハードディスク装置２０から読み出してディスプレイ３
０に表示させるキットモデル表示ルーチン（表示手段）
１４とを備えている。また、３次元モデル作成プログラ
ム１２は、デザイナーによって入力されたキットモデル
２１についての修正情報１５ａを受け付ける修正情報入
力ルーチン（入力手段）１５と、修正情報１５ａに基づ
いて、キットモデル２１を修正するキットモデル修正ル
ーチン（修正手段）１６とを備えている。

【００２９】ここで、キットモデル２１とは、その形状
において、最も大きな特徴を表す基本骨格の線群で構成
された３次元ワイヤーフレームモデルをいう。そして、
キットモデル２１の基本骨格線同士は、各々交点を持っ
ていて、交わっている４辺により各部位の曲面が直ちに
生成される。自動車におけるキットモデル２１の例とし
て、図２にセダン形状モデル２１ａを、図３にワゴン形
状モデル２１ｂをそれぞれ示す。なお、キットモデル２
１によるデザイン対象には、自動車以外にも机、椅子と
いった家具や、コンピュータ、電話機といったＯＡ機器
などがある。

【００３０】２ ３次元モデル作成方法 次に、３次元ＣＡＤシステム１を用いた３次元モデルの
作成方法について図４を参照して説明する。ここでは、
自動車のデサイン作業を例にして説明する。図４に示す
ように、まず、ＯＳ１１の制御の下、メインルーチン１
３が起動されて、デザイン対象に最も類似したキットモ
デル２１をハードディスク装置２０から読み出す（ステ
ップ１００）。そして、キットモデル表示ルーチン１４
によって、読み出されたキットモデル２１をディスプレ
イ３０に表示させる（ステップ１０１）。

【００３１】次に、ステップ１０２からステップ１０６
までの処理を行い、キットモデル２１を構成する基本骨
格線全体を大まかに修正する。基本骨格線はデザイン特
徴を最も表した重要線である。その線のデザイン上の味
付け（形状の傾向）を修正することにより、ねらいとす
るデザイン線を作り出しながら、適宜、曲面化と形状評
価を行い、モデル全体のプロポーションをデザインす
る。従来手法における、紙の上でのイメージスケッチ、
あるいは種々の定規を用いて線形状を決めることに相当
するところである。

【００３２】基本骨格線全体の修正処理は、まず、ディ
スプレイ３０に表示されたキットモデル２１を観察した
デザイナーがマウス４０を用いて修正情報１５ａを入力
すると、この修正情報１５ａは、修正情報入力ルーチン
１５によって受け付けられる（ステップ１０２）。具体
的には、デザイナーがマウス４０を用いてカーソルを移
動させて、キットモデル２１を構成する基本骨格線に曲
線を引くことにより、この曲線が追加対象の線（修正対
象線）として特定される。また、デザイナーがマウス４
０を用いてカーソルを移動させて、キットモデル２１を
構成する基本骨格線の中から所定の基本骨格線をクリッ
クすることにより、この基本骨格線が削除対象の線（修
正対象線）として特定される。さらに、デザイナーがマ
ウス４０を用いてカーソルを移動させて、キットモデル
２１を構成する基本骨格線の中から所定の基本骨格線を
クリックすることにより、この基本骨格線が形状変更対
象の線（修正対象線）として特定される。

【００３３】次に、修正情報入力ルーチン１５で受け付
けられた修正情報１５ａに基づいて、キットモデル修正
ルーチン１６による修正対象線の追加・削除を行う（ス
テップ１０３）。そして、キットモデル２１についての
レイアウトフィッティングを行い、基本骨格線の交点を
レイアウト図を満たす位置に動かす（ステップ１０
４）。即ち、キットモデルの持つ基本骨格線の交点の位
置を変更すると、その交点に関連しているすべての基本
骨格線は、交点の動きに連動して変形する。基本骨格線
の交点は、デザイン上の基本的なハードポイント設定で
あり、全長・全幅、エンジンルームや室内スペース等の
パッケージング検討を経て決定した車の基本レイアウト
図より定められる。

【００３４】さらに、修正情報入力ルーチン１５で受け
付けられた修正情報１５ａに基づいて、キットモデル修
正ルーチン１６による修正対象線の形状変更を行う（ス
テップ１０５）。その後、曲面化と形状評価を行いなが
らモデル全体のプロポーションをデザインする（ステッ
プ１０６）。即ち、キットモデル２１は基本骨格線と交
点で構成され、常に曲面が生成できるように、交わった
４辺（境界曲線）を保持している。このため、交点と基
本骨格線の関係をトレースすることにより、曲面生成可
能な閉じた領域をシステムが把握でき、曲面が自動的に
生成される。また、同時に境界曲線と曲面の生成関係デ
ータ（生成関係情報）も作成される。曲面化後、曲面の
評価機能であるシェーディングやリフレクションマッピ
ング等の機能により、曲面モデルとしてのデザイン評価
が行われる。

【００３５】以上の、ステップ１０２からステップ１０
６までのデザイン作業をシステム上で行うことにより、
自動車の外形デザインにおいて、寸法上の基本的な要件
とデザイン意図とを具現化した基本骨格線モデルが作成
される。このようにして作成された基本骨格線モデル
は、ディスプレイ３０に表示される。

【００３６】次に、ステップ１０７，１０８の処理を行
い、キットモデル２１を構成する基本骨格線の細部を修
正する。即ち、この段階では、基本骨格モデルのデザイ
ンがある程度進んでおり、必要な箇所に新たに形状の特
徴を規定する曲線（以下、特徴線という）を追加等する
ことによって、キットモデル２１の形状を緻密化するこ
とができる。なお、追加、削除したデータを新たなキッ
トモデルとしてハードディスク装置２０に記録させてお
けば、次回、構造上似たモデルをデザインする場合にデ
ザイン作業がより容易になる。

【００３７】基本骨格線細部の修正処理は、まず、ディ
スプレイ３０に表示されたキットモデル２１を観察した
デザイナーがマウス４０を用いて修正情報１５ａを入力
すると、この修正情報１５ａは、修正情報入力ルーチン
１５によって受け付けられる（ステップ１０２）。次
に、修正情報入力ルーチン１５で受け付けられた修正情
報１５ａに基づいて、キットモデル修正ルーチン１６に
よる特徴線の追加・削除を行う（ステップ１０７）。さ
らに、修正情報入力ルーチン１５で受け付けられた修正
情報１５ａに基づいて、キットモデル修正ルーチン１６
による特徴線の形状変更を行う（ステップ１０８）。そ
の後、曲面化と形状評価を行いながらモデル全体のデザ
インを詳細化し、データを高品質化する（ステップ１０
６）。

【００３８】以上の、ステップ１０７，１０８のデザイ
ン作業をシステム上で行うことにより、デザインが十分
に熟成されたデータモデルが作成される。このようにし
て作成されたデータモデルは、ディスプレイ３０に表示
される。

【００３９】なお、ステップ１０１が第１のステップに
対応し、ステップ１０２が第２のステップに対応する。
さらに、ステップ１０３及びステップ１０５と、ステッ
プ１０７及びステップ１０８とが第３のステップに対応
する。

【００４０】３ モデル再生成機能 次に、キットモデル修正ルーチン１６が備えるモデル再
生成機能について説明する。上述したように、キットモ
デル修正ルーチン１６の実行によって形状又は構造の変
更処理が行われるが、これらの処理では、対象となる要
素が変更されると共に、この要素の影響を受ける全ての
要素が変更される。影響を受ける要素の抽出は、上述し
たデータネットワーク２６を参照して行われる。即ち、
データネットワーク２６に基づいて、ある要素を変更し
た際のＵｓｅｄリスト２４ｃを追跡することにより、そ
れらが影響を及ぼす全ての要素を取得することができ
る。そして、取得した全て要素を変更することによっ
て、キットモデル２１を再生成することができる。この
ように、キットモデル２１を再生成する機能をモデル再
生成機能と呼ぶ。

【００４１】ここで、モデル再生成機能とは、キットモ
デル２１を構成する点・曲線・曲面を移動、変形させた
場合に、この図形要素と関係のある他の図形要素を連動
して修正させる機能であり、各図形要素の生成関係と生
成手段を保持することにより、必要に応じて自動的にモ
デルを再生成することができる。具体的には、・曲線の
構成点を動かせば、それに関連する曲線が変更される。
・曲線を変更すれば、それに関連する曲線・曲面が変更
される。等の「連動モデリング」を可能にする技術であ
る。デザイナーが、デザイン上変更したい点・線・面を
移動させれば、それに応じて必要箇所が連動して移動
し、全体モデルの形状を変えることができる。

【００４２】このモデル再生成機能を利用すれば、「全
体のボリューム感・バランスはどうか」「この線をこう
変えたら面はどうなるのだろうか」などのデザイン作業
の試行と評価をレスポンスよく行うことができ、「３次
元スケッチ」とでも言えるような、紙と画材に変わるシ
ステムとなり得る。

【００４３】以下、モデル再生成機能を実現させるため
のデータ構造と、このデータ構造を用いたモデル再生成
処理とについて説明する。

【００４４】３．１ データ構造 まず、各要素のデータ構造について図５〜図７を参照し
て説明する。図５に示すように、キットモデル２１は、
識別子であるヘッダ２２と、ヘッダ２２の下位に設けら
れた幾何形状データ２３、生成関係データ（相関関係デ
ータ）２４及び関数テーブル２５とを備えている。ここ
で、幾何形状データ２３は、図形要素を特定するデータ
で、例えば、点ならば座標値が用いられ、基本骨格線・
曲面ならばＮＵＲＢＳ（Non Rational Bspline）等が用
いられる。

【００４５】また、生成関係データ２４は、その図形要
素を生成するのに必要な他の要素（以下、材料要素とい
う）と、パラメータを示すポインタと、生成手法である
関数（以下、生成関数という）の名前とを備えている。
即ち、生成関係データ２４は、その図形要素の幾何形状
が、何を用いてどのように生成されたかについての情報
を保持している。その結果、生成関係データ２４の各情
報を用いて、その図形要素の幾何形状を再計算すること
ができるようになる。さらに、関数テーブル２５は、生
成関数名と生成関数との対照テーブルであり、関数テー
ブル２５は、基本骨格線生成関数や可変オフセット変更
関数などの関数を保持している。

【００４６】図６に示すように、生成関係データ２４
は、ヘッダ２２から指示されて生成関係の中心となるＦ
ノード２４ａと、Ｆノード２４ａの下位に設けられたＵ
ｓｅリスト２４ｂ、Ｕｓｅｄリスト２４ｃ及びメンバリ
スト２４ｄとを備えている。ここで、Ｆノード２４ａ
は、ロックされているか否かを示すロックフラグ、再生
成完了か否かを示すステータスフラグ、生成関数名、及
びＵｓｅリスト２４ｂへのポインタ等を保持している。
また、Ｕｓｅリスト２４ｂは、幾何形状データ２３を再
生成するために必要な材料要素のヘッダを指示する要素
参照子（以下、Ｒヘッダという）を保持している。さら
に、Ｕｓｅｄリスト２４ｃは、ヘッダ２２を材料要素と
している要素を指示するＲヘッダを保持している。さら
にまた、メンバリスト２４ｄは、参照する要素の再生成
に必要なパラメータを保持している。

【００４７】生成関係データ２４が備えるＦノード２４
ａ、Ｕｓｅリスト２４ｂなどのデータは、幾何形状デー
タ２３を再生成させるためのデータネットワーク２６を
構成している。即ち、図７に示すように、キットモデル
２１が複数の要素Ａ、要素Ｂ、要素Ｃ、…を有している
場合、要素ＡのＵｓｅリスト２４ｂ及びＵｓｅｄリスト
２４ｃには、他の要素Ｂ〜Ｅのヘッダ２２ｂ〜２２ｅを
ポインティングするＲヘッダがリスティングされてい
る。また、要素ＡのＦノード２４ａには関数テーブル２
５にある関数の名前を生成関数として保持している。さ
らに、メンバリスト２４ｄにはパラメータリスト２７の
中のパラメータをポインティングするメンバがリスティ
ングされている。さらに、要素Ｂ〜Ｅの各データについ
ても同様にリスティングされている。

【００４８】このようにして、各データが関係づけられ
ることによって、生成関係を示すデータネットワーク２
６が構築される。そして、このデータネットワーク２６
を参照することによって、幾何形状データ２３を再生成
させることができる。即ち、要素Ｂ、要素Ｃ、…の幾何
形状データ２３と、パラメータリスト２７のパラメータ
Ｉ、パラメータＪ、…とをデータネットワーク２６から
取得すると共に、要素ＡのＦノード２４ａ中の生成関数
名に対応した生成関数アドレスを、関数テーブル２５か
ら取得すれば、要素Ａの幾何形状データ２３は、 要素Ａの幾何形状データ２３＝生成関数Ａ（要素Ｂの幾
何形状データ２３、要素Ｃの幾何形状データ２３、…、
パラメータＩ、パラメータＪ、…） の式を実行することにより再生成される。

【００４９】図７の要素関係では、要素ＡのＵｓｅリス
ト２４ｂが要素Ｂ，Ｃをポインティングし、要素ＡのＵ
ｓｅｄリスト２４ｃが要素Ｄ，Ｅをポインティングして
いる。このことより、生成の順序関係は、要素Ｂ，Ｃ→
要素Ａ→要素Ｄ，Ｅとなる。従って、要素Ｂもしくは要
素Ｃを変更すると、要素Ａ，Ｄ，Ｅが再生成される。ま
た、要素Ａを変更すると、要素Ｄ，Ｅが再生成される。
再生成は自動的に行われる。そのメカニズムについては
後述する。さらに、要素Ａは、パラメータＩ，Ｊを参照
しているので、パラメータＩ，Ｊを変更しても要素Ａが
再生成される。

【００５０】３．２ 再生成メカニズム 次に、キットモデル修正ルーチン１６による再生成メカ
ニズムについて説明する。図８に示すように、キットモ
デル修正ルーチン１６は、再生成実行待ちキュー（以
下、Ｆノードキューという）１６１ａを管理するＦノー
ドキュー管理部１６１と、図形要素を抽出する生成関係
抽出部１６２とを備えている。また、キットモデル修正
ルーチン１６は、Ｆノードから特定される生成関数を実
行する再生成処理実行部１６３と、関数テーブル２５を
管理する関数テーブル管理部１６４とを備えている。

【００５１】そして、キットモデル修正ルーチン１６
は、以下のように動作する。まず、ユーザ（デザイナ
ー）の操作によってキットモデル２１の修正情報１５ａ
が入力されると、この修正情報１５ａは、修正情報入力
ルーチン１５を介してキットモデル修正ルーチン１６の
生成関係抽出部１６２に与えられる。操作者が与えた修
正情報１５ａには、基本骨格線の構成点を移動させるた
めの情報や、基本骨格線を変更させるための情報などが
ある。生成関係抽出部１６２は、修正情報１５ａに関係
した要素（例えば、要素Ｘ）を抽出して、この要素Ｘの
Ｆノード２４ａをＦノードキュー１６１ａにチェックイ
ンする。

【００５２】Ｆノードキュー管理部１６１は、Ｆノード
キュー１６１ａにＦノード２４ａがチェックインした場
合に、Ｆノードキュー１６１ａが空になるまで、所定の
タイミングでＦノード２４ａをチェックアウトする。チ
ェックアウトされたＦノード２４ａは再生成処理実行部
１６３に与えられて、再生成処理実行部１６３では、こ
のＦノードが有する生成関数名に対応した生成関数を関
数テーブル２５から取得する。

【００５３】さらに、この生成関数を実行して、自らの
幾何形状データ２３を再生成させて、その後に変更メッ
セージを生成関数抽出部１６２に送る。変更メッセージ
を受けた生成関数抽出部１６２は、要素Ｘを材料として
いる要素（例えば、要素Ｙ及び要素Ｚ）を要素ＸのＵｓ
ｅｄリスト２４ｃより取り出して、要素ＹのＦノード２
４ａと要素ＺのＦノード２４ａとを、Ｆノードキュー１
６１ａにチェックインする。以降、Ｆノードキュー管理
部１６１、生成関係抽出部１６２、及び再生成処理実行
部１６３の処理を順次繰り返して、要素Ｘの変更に伴っ
て影響を受ける全ての要素（要素Ｙ、要素Ｚ，…）を再
生成する。

【００５４】そして、Ｆノードキュー１６１ａが空にな
った時には、ユーザによる要素の変更と、その変更に伴
って変更されるべき要素の再生成がすべて終了したこと
になる。ユーザから見れば、ある要素の形状変更、或い
はパラメータ値の変更により、生成関係を持つ要素が連
動して自動的に変更され、線・面・パラメータ等からな
るモデル全体のデザイン形状の内、適切な個所が変更さ
れたことになる。これにより、ユーザはその結果を評価
しながらデザインすることができる。

【００５５】なお、生成関数の実行は以下のように行
う。例えば、要素Ｘの生成関数を実行する場合には、ま
ず要素ＸのＦノード２４ａから生成関数名を取得する。
そして、生成関数名に対応する生成関数のアドレスを関
数テーブル２５から抽出する。生成関数は、 終了コード＝生成関数（Ｆノード） という呼出し形式をとっている。このため、要素ＸのＦ
ノード２４ａをパラメータとして生成関数を実行するこ
とにより、Ｆノード２４ａが有するＵｓｅリスト２４ｂ
及びメンバリスト２４ｄから必要な材料要素及びパラメ
ータを取り出すことができる。そして、これらの材料要
素及びパラメータに基づいて、要素Ｘの幾何形状データ
の再生成が行われ、その後に生成関係抽出部１６２に対
して変更メッセージが送られる。

【００５６】生成関数は、各要素（構成点、構成点群、
曲線、境界線群、曲面）ごとに作成されている。以下、
各生成関数について説明する。

【００５７】構成点の生成関数は、まず、メンバリス
トから取り出す変更量データより、自己（構成点）の座
標値を変更して、自己（構成点）のＦノードが保持する
ステータスフラグを「再生成済み」とする。次に、生
成関係抽出部１６２に対して変更メッセージを送る。

【００５８】また、構成点群の生成関数は、まず、Ｕ
ｓｅリストから取り出す構成点がすべて変更されていな
いならば、変更されていない構成点のＦノードを順次Ｆ
ノードキュー１６１ａにチェックインし、自己（構成点
群）のステータスフラグを「再生成待ち」とする。チェ
ックインするＦノードのメンバには、可変オフセット計
算から決定した移動量と移動方向（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）
とをセットしておく。次に、自己（構成点群）のステ
ータスフラグが「再生成待ち」であると共に、各構成点
のステータスフラグがすべて再生成済みならば、自己
（構成点群）のステータスフラグを「再生成済み」に変
更して、生成関係抽出部１６２に対して変更メッセージ
を送る。

【００５９】さらに、曲線の生成関数は、まず、Ｕｓ
ｅリストから取り出す構成点群と、接線ベクトルとから
補間曲線を作成し、自己（曲線）のステータスフラグを
「再生成済み」とする。次に、生成関係抽出部１６２
に対して変更メッセージを送る。

【００６０】さらにまた、境界線群の生成関数は、ま
ず、Ｕｓｅリストから取り出す曲線がすべて変更され
ていないならば、変更されていない曲線のＦノードを順
次Ｆノードキュー１６１ａにチェックインし、自己（境
界線群）のステータスフラグを「再生成待ち」とする。
次に、自己（境界線群）のステータスフラグが「再生
成待ち」であると共に、各曲線のステータスフラグがす
べて「再生成済み」ならば、自己（境界線群）のステー
タスフラグを「再生成済み」に変更し、生成関係抽出部
１６２に対して変更メッセージを送る。

【００６１】さらにまた、曲面の生成関数は、まず、
Ｕｓｅリストから取り出す境界線群より、曲面を作成
し、自己（曲面）のステータスフラグを「再生成済み」
とする。そして、生成関数抽出部１６２に対して変更
メッセージを送る。

【００６２】４ 適用具体例 以降、実際の線・面データについての適用事例を基に、
上述したモデル再生成機能がどのように働くか詳細に説
明する。図９に、曲面２００とその境界曲線２０１を示
す。ユーザが境界曲線２０１の形状変更を行うと、キッ
トモデル修正ルーチン１６は、各境界曲線２０１の接続
関係を維持させつつ自動的に曲面２００を再生成させ
る。

【００６３】即ち、図１０に示すように、曲線２０２ａ
上の点２０３ａを点２０３ｂの位置に移動させると、曲
線２０２ａ上の他の点２０４ａ〜２０６ａは点２０４ｂ
〜２０６ｂの位置にそれぞれ移動し、曲線２０２ａ全体
が曲線２０２ｂの位置に移動する。このように３次元Ｃ
ＡＤシステム１では、ユーザが曲線上のある一点を移動
させると、移動した一点に応じて曲線全体が変更され、
さらにこの曲線を境界として用いた曲面が変更（可変オ
フセット変更）される。

【００６４】以降は、この曲面の変更がどのように行わ
れるかについて、曲線及び曲面のデータ構造と、このデ
ータ構造を用いた再生成メカニズムとに基づいて説明す
る。

【００６５】４．１ 曲線のデータ構造 次に、曲線のデータ構造について説明する。図１１
（ａ）に示すように、３次元の曲線は端末条件と補間す
る点群とによって生成される。この補間点のことを曲線
の構成点と呼ぶ。図１１（ｂ）に示す基本骨格線２１０
の場合、材料要素は構成点群２１１と接線ベクトル２１
２，２１３とであり、生成関数は「点群補間による曲線
生成」である。本例の場合は、曲線の一般的補間を扱う
が、もし、曲線が曲面への投影によって生成されたもの
ならば、材料要素は投影に用いた曲線と曲面、生成関数
は「曲面への投影」となる。

【００６６】図１２に、基本骨格線２１０と構成点群２
１１との生成関係（Ｕｓｅ）データ構造を示す。基本骨
格線２１０のヘッダ２１０ａが指示するＦノード２１０
ｂのＵｓｅリスト２１０ｃには、材料要素である構成点
群２１１のヘッダ２１１ａを指示するＲヘッダ２１０ｄ
と、接線ベクトル２１２，２１３のヘッダ２１２ａ，２
１３ａを指示するＲヘッダ２１０ｅ，２１０ｆとがリス
ティングされている。構成点群２１１のヘッダ２１１ａ
が指示するＦノード２１１ｂのＵｓｅリスト２１１ｃに
は、材料要素である各構成点２１４〜２１６のヘッダ２
１４ａ〜２１６ａを指示するＲヘッダ２１１ｄ〜２１１
ｆがリスティングされている。

【００６７】さらに、基本骨格線２１０のＦノード２１
０ｂには、生成関数名として「点群補間による曲線生
成」がセットされている。また、構成点群２１１のＦノ
ード２１１ｂには、生成関数名として「点群のオフセッ
ト配置」がセットされている。そして、Ｆノード２１０
ｂ，２１１ｂが保持する生成関数名に基づいて、図１３
に示す関数テーブル２５から生成関数を取得することに
よって、生成関数を実行させることができる。

【００６８】図１２において、構成点群２１１は、各構
成点２１４〜２１６を材料要素とし、基本骨格線２１０
を生成要素とする位置付けにある。各構成点２１４〜２
１６が互いに関係を持って変更される場合、この構成点
群２１１の生成関数により調整されることになる。図１
０に示した構成点の移動による曲線の「可変オフセット
変更」は、この好例である。

【００６９】なお、図１２では従属（Ｕｓｅ）関係を図
示したが、従属（Ｕｓｅ）関係が存在する場合は必ず被
従属（Ｕｓｅｄ）関係が存在する。図１２に対応する被
従属（Ｕｓｅｄ）関係を図１４に示す。図１４に示すよ
うに、構成点２１４〜２１６のヘッダ２１４ａ〜２１６
ａが指示するＦノード２１４ｂ〜２１６ｂのＵｓｅｄリ
スト２１４ｃ〜２１６ｃには、ヘッダ２１４ａ〜２１６
ａを材料要素とする構成点群２１１のヘッダ２１１ａを
指示するＲヘッダ２１４ｄ〜２１６ｄがリスティングさ
れている。

【００７０】また、構成点群２１１のヘッダ２１１ａが
指示するＦノード２１１ｂのＵｓｅｄリスト２１１ｃ、
及び接線ベクトル２１２，２１３のヘッダ２１２ａ，２
１３ａが指示するＦノード２１２ｂ，２１３ｂのＵｓｅ
ｄリスト２１２ｃ，２１３ｃには、ヘッダ２１１ａ〜２
１３ａを材料要素とする基本骨格線２１０のヘッダ２１
０ａを指示するＲヘッダ２１１ｄ〜２１３ｄがリスティ
ングされている。以上のような被利用（Ｕｓｅｄ）関係
は、連動して変更すべき要素を取り出す際に用いられ
る。

【００７１】４．２ 曲面のデータ構造 次に、曲面のデータ構造について説明する。図１５に示
すように、接続曲面ペア２２０のヘッダ２２０ａが指示
するＦノード２２０ｂのＵｓｅリスト２２０ｃには、接
続曲面ペア２２０を構成する一方の曲面である曲面２２
１のヘッダ２２１ａを指示するＲヘッダ２２０ｄと、接
続曲面ペア２２０を構成する他方の曲面である曲面２２
２のヘッダ２２２ａを指示するＲヘッダ２２０ｅとがリ
スティングされている。また、曲面２２１のヘッダ２２
１ａが指示するＦノード２２１ｂのＵｓｅリスト２２１
ｃには、曲面２２１を生成する境界曲線もしくは参照す
る曲線の集合である曲線群２２３のヘッダ２２３ａを指
示するＲヘッダ２２１ｄがリスティングされている。さ
らに、曲線群２２３のヘッダ２２３ａが指示するＦノー
ド２２３ｂのＵｓｅリスト２２３ｃには、材料要素であ
る各曲線２２４のヘッダ２２４ａを指示するＲヘッダ２
２３ｄ〜２２３ｅと、曲面２２１，２２２が共有する共
有曲線２２７のヘッダ２２７ａを指示するＲヘッダ２２
３ｆとがリスティングされている。

【００７２】同様に、曲面２２２のヘッダ２２２ａが指
示するＦノード２２２ｂのＵｓｅリスト２２２ｃには、
曲面２２２を生成する境界曲線もしくは参照する曲線の
集合である曲線群２２５のヘッダ２２５ａを指示するＲ
ヘッダ２２３ｄがリスティングされている。さらに、曲
線群２２５のヘッダ２２５ａが指示するＦノード２２５
ｂのＵｓｅリスト２２５ｃには、共有曲線２２７のヘッ
ダ２２７ａを指示するＲヘッダ２２５ｄと、材料要素で
ある各曲線２２６のヘッダ２２６ａを指示するＲヘッダ
２２５ｅ〜２２５ｆとがリスティングされている。

【００７３】そして、曲面２２１，２２２のＦノード２
２１ｂ，２２２ｂには、生成関数名として「境界４辺に
よる曲面生成」がセットされている。また、曲線群２２
３，２２５のＦノード２２３ｂ，２２５ｂには、生成関
数名として「境界曲線の配置」がセットされている。

【００７４】４．３ 曲面の再生成メカニズム 次に、曲面の再生成メカニズムについて説明する。図１
６は、構成点群についてのオフセット移動の例を示す図
である。なお、曲線Ｃａの構成点群はＰＧａであり、構
成点群ＰＧａの各構成点は｛Ｐａ１，…，Ｐａｂ，…，
Ｐａｄ，…，Ｐａｋ｝である。ここで、構成点Ｐａｂは
曲線Ｃａと曲線Ｃｂとの交点であり、構成点Ｐａｄは曲
線Ｃａと曲線Ｃｄとの交点である。同様に、構成点群Ｐ
Ｇｂの各構成点は｛Ｐｂ１，…，Ｐａｂ，…，Ｐｂｃ，
…，Ｐｂｌ｝、構成点群ＰＧｃの各構成点は｛Ｐｃ１，
…，Ｐｂｃ，…，Ｐｃｄ，…，Ｐｃｍ｝、及び構成点群
ＰＧｄの各構成点は｛Ｐｄ１，…，Ｐａｄ，…，Ｐｃ
ｄ，…，Ｐｃｎ｝である。ここで、構成点Ｐｂｃは曲線
Ｃｂと曲線Ｃｃとの交点であり、構成点Ｐｃｄは曲線Ｃ
ｃと曲線Ｃｄとの交点である。

【００７５】図１６に示すように、曲線Ｃａ上の構成点
Ｐａｉを移動させると、曲線Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄで
囲まれた曲面は、構成点Ｐａの移動に合わせて再生成さ
れる。以降、この再生成の処理の経緯とメカニズムとに
ついて図１７及び図１８を参照して説明する。

【００７６】まず、構成点Ｐａｉをユーザが移動させる
と、修正情報入力ルーチン１５が実行されて、構成点Ｐ
ａｉの移動量である座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を生成関係抽
出部１６２に与える。生成関係抽出部１６２は、構成点
ＰａｉのＦノード２３０が示すメンバリスト中のメンバ
がポインティングするパラメータに座標値（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）をセットすると共に、構成点ＰａｉのＦノード２３
０が保持する生成関数名を「座標値の変更」とする。そ
して、構成点ＰａｉのＦノード２３０をＦノードキュー
１６１ａにチェックインする（状態Ａ参照）。

【００７７】次に、Ｆノードキュー管理部１６１によっ
て、構成点ＰａｉのＦノード２３０はチェックアウトさ
れ、再生成処理実行部１６３に与えられる。再生成処理
実行部１６３では、構成点ＰａｉのＦノード２３０が保
持する生成関数名に対応した生成関数（生成関数名は
「構成点群のオフセット移動」）を関数テーブル２５か
ら取得して、この生成関数を実行する。生成関数の実行
によって、構成点Ｐａｉの座標値が変更されると共に、
構成点ＰａｉのＦノード２３０が保持するステータスフ
ラグが「再生成済み」となる。そして、生成関数抽出部
１６２に対して、自らの座標を変更したというメッセー
ジが送られる。

【００７８】ここで、ステータスフラグは、各要素につ
いて再生成の動的な状況を表すフラグであり、生成関数
によって管理される。フラグが示す状態には、「再生成
待ち」、「再生成済み」、及び「何もなし」がある。

【００７９】再生成処理実行部１６３からのメッセージ
を受けた生成関数抽出部１６２は、構成点ＰａｉのＦノ
ード２３０が備えるＵｓｅｄリストより構成点群ＰＧａ
のＦノード２３１を取り出して、Ｆノードキュー１６１
ａにチェックインする（状態Ｂ参照）。次に、Ｆノード
キュー管理部１６１によって、構成点群ＰＧａのＦノー
ド２３１はチェックアウトされ、再生成処理実行部１６
３に与えられる。再生成処理実行部１６３では、構成点
群ＰＧａのＦノード２３１が保持する生成関数を実行す
る。

【００８０】生成関数の実行によって、構成点群ＰＧａ
のＦノード２３１のＵｓｅリスト中のＲヘッダがポイン
ティングする各構成点Ｐａ１〜Ｐａｋについて、これら
の構成点Ｐａ１〜ＰａｋのＦノード２３２〜２３５が保
持するステータスフラグが調べられる。この段階では、
構成点Ｐａ１〜Ｐａｋのステータスフラグは「何もな
し」なので、これらの構成点Ｐａ１〜ＰａｋのＦノード
２３２〜２３５が備えるメンバリストに、可変オフセッ
ト計算から決定した移動量と移動方向（ΔＸ，ΔＹ，Δ
Ｚ）とをセットする。そして、移動量等をセットした構
成点Ｐａ１〜ＰａｋのＦノード２３２〜２３５を順次Ｆ
ノードキュー１６１ａにチェックインし（状態Ｃ参
照）、構成点群ＰＧａのＦノード２３１が保持するステ
ータスフラグを「再生成待ち」とする。

【００８１】このようにして、Ｆノードキュー１６１ａ
にチェックインしたＦノード２３２〜２３５は、再生成
処理実行部１６３に与えられて、構成点Ｐａ１〜Ｐａｋ
の生成関数が実行される。この実行によって、構成点Ｐ
ａ１〜Ｐａｋの座標値が変更されると共に、構成点Ｐａ
１〜ＰａｋのＦノード２３２〜２３５が保持するステー
タスフラグが「再生成済み」となる。そして、生成関数
抽出部１６２に対して、自らの座標を変更したというメ
ッセージを送る。

【００８２】再生成処理実行部１６３からのメッセージ
を受けた生成関数抽出部１６２は、構成点Ｐａ１のＦノ
ード２３２が備えるＵｓｅｄリストより構成点群ＰＧａ
のＦノード２３１を取り出して、Ｆノードキュー１６１
ａにチェックインする。上述したように、構成点Ｐａｂ
は曲線Ｃａと曲線Ｃｂとの交点なので、構成点Ｐａｂの
Ｆノード２３３のＵｓｅｄリスト中のＲヘッダは、構成
点群ＰＧｂもポインティングしている。そこで、構成点
ＰａｂのＵｓｅｄリストより構成点群ＰＧｂのＦノード
２３６を取り出して、Ｆノードキュー１６１ａにチェッ
クインする。同様に、構成点Ｐａｄは曲線Ｃａと曲線Ｃ
ｄとの交点なので、構成点ＰａｄのＵｓｅｄリストより
構成点群ＰＧｄのＦノード２３７を取り出して、Ｆノー
ドキュー１６１ａにチェックインする。以上のチェック
イン処理によって、Ｆノードキュー１６１ａには、構成
点群ＰＧａのＦノード２３１、構成点群ＰＧｂのＦノー
ド２３６、及び構成点群ＰＧｄのＦノード２３７が格納
される（状態Ｄ参照）。

【００８３】次に、Ｆノードキュー管理部１６１によっ
て、構成点群ＰＧａのＦノード２３１がチェックアウト
されて、再生成処理実行部１６３に与えられる。再生成
処理実行部１６３では、構成点群ＰＧａのＦノード２３
１が保持する生成関数を実行する。この段階では、各構
成点Ｐａ１，Ｐａ２，…，Ｐａｋのステータスフラグが
全て「再生成済み」であると共に、構成点群ＰＧａのス
テータスフラグが「再生成待ち」であるので、構成点群
ＰＧａのステータスフラグを「再生成済み」に変更し、
構成点群ＰＧａのＦノード２３１が備えるＵｓｅｄリス
トから曲線ＣａのＦノード２３８を取り出して、Ｆノー
ドキュー１６１ａにチェックインする（状態Ｅ参照）。

【００８４】同様に、Ｆノードキュー管理部１６１によ
って、構成点群ＰＧｂ，ＰＧｄのＦノード２３６，２３
７がチェックアウトされて、再生成処理実行部１６３に
与えられる。再生成処理実行部１６３では、構成点群Ｐ
Ｇｂ，ＰＧｄのＦノード２３６，２３７が保持する生成
関数を実行する。生成関数の実行によって、構成点群Ｐ
Ｇｂ，ＰＧｄのＦノード２３６，２３７のＵｓｅリスト
中のＲヘッダがポインティングする各構成点Ｐｂ１〜Ｐ
ｂｌ，Ｐｄ１〜Ｐｄｎについて、これらの構成点Ｐｂ１
〜Ｐｂｌ，Ｐｄ１〜Ｐｄｎのステータスフラグが調べら
れる。

【００８５】この段階では、構成点Ｐｂ１〜Ｐｂｌ，Ｐ
ｄ１〜Ｐｄｎのステータスフラグは「再生成済み」でな
いので、これらの構成点Ｐｂ１〜Ｐｂｌ，Ｐｄ１〜Ｐｄ
ｎのＦノード２３９〜２４６が備えるメンバリストに、
可変オフセット計算から決定した移動量と移動方向（Δ
Ｘ，ΔＹ，ΔＺ）をセットする。そして、移動量等をセ
ットしたＦノード２３９〜２４６を順次Ｆノードキュー
１６１ａにチェックインして（状態Ｅ参照）、構成点群
ＰＧｂ，ＰＧｄのＦノード２３６，２３７が保持するス
テータスフラグを「再生成待ち」とする。

【００８６】以降、同様の処理を続けて、構成点→構成
点群→曲線→境界線群→曲面といった順番で各要素の変
更を行うことによって、曲面が再生成される。なお、本
例では曲面を材料としている要素が存在しないので、こ
れ以上の処理は行われない。

【００８７】ここで、一対の曲面が隣接しており相互に
接続関係を持っている場合には、曲面の変更を行った後
に、更に接続制約を満たす必要がある。この場合にも、
図１７，図１８に示した処理と同様の処理を行うことに
より、曲面同士の接続関係を容易に維持した状態で、２
つの曲面を再生成することができる。この例を図１９に
示す。図１９に示すように、接続曲面ペアのＦノード２
５０をＦノードキュー管理部１６１にチェックインし、
接続曲面ペアの生成関数を実行する。この実行によっ
て、相互の曲面の接続が調整され、滑らかな曲面と曲面
との接続が図られる。

【００８８】５ ３次元モデル作成用記憶媒体 次に、３次元モデル作成用記憶媒体について説明する。
図２０は、３次元モデル作成用記憶媒体２のデータ構成
を示すブロック図である。３次元モデル作成用記憶媒体
２は、設計対象物の幾何構造について複数本の基本骨格
線を用いて表現したキットモデル２１を格納したデータ
エリア３００と、３次元モデル作成プログラム１２を格
納したプログラムエリア３０１と、ブロック数データや
エリア管理データなどを格納したヘッダエリア３０２と
を備えている。

【００８９】そして、３次元モデル作成プログラム１２
は、処理を統括するメインルーチン１３と、キットモデ
ル２１をディスプレイに表示させるキットモデル表示ル
ーチン（表示ルーチン）１４と、ディスプレイに表示さ
れたキットモデル２１に基づいて入力された修正情報１
５ａを受け付ける修正情報入力ルーチン（入力ルーチ
ン）１５と、修正情報１５ａに基づいてキットモデル２
１を修正するキットモデル修正ルーチン（修正ルーチ
ン）１６とを備えている。なお、３次元モデル作成用記
憶媒体２としては、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、ＭＤなどの光学的又は磁気的に情報を記録すること
が可能ないずれの情報媒体であってもよい。

【００９０】３次元モデル作成用記憶媒体２に格納され
た３次元モデル作成プログラム１２は、所定の情報処理
装置で実行させることができる。この情報処理装置の例
を図２１に示す。

【００９１】図２１は、情報処理装置３の構成を示すブ
ロック図である。図２１に示すように、情報処理装置３
は、３次元モデル作成用記憶媒体２に格納されたキット
モデル２１及び３次元モデル作成プログラム１２を読み
取る記憶媒体読取装置７０と、オペレーティングシステ
ム１１が記憶された主記憶装置１０とを備えている。ま
た、情報処理装置３は、キットモデル２１を記録するハ
ードディスク装置２０と、キットモデル２１を表示する
ディスプレイ３０と、キットモデル２１の修正情報１５
ａをディスプレイ３０上で入力させるマウス４０とを備
えている。さらに、情報処理装置３は、キットモデル２
１の寸法数値データを入力させるキーボード５０と、３
次元モデル作成プログラム１２の実行等を制御するＣＰ
Ｕ６０とを備えている。

【００９２】そして、記憶媒体読取装置７０に３次元モ
デル作成用記憶媒体２が挿入されると、３次元モデル作
成用記憶媒体２のデータエリア３００に格納されたキッ
トモデル２１が、記憶媒体読取装置７０によって読み出
されて、ハードディスク装置２０に記録される。また、
３次元モデル作成用記憶媒体２のプログラムエリア３０
１に格納された３次元モデル作成プログラム１２が、記
憶媒体読取装置７０によって読み出されて、主記憶装置
１０に記憶される。

【００９３】その結果、情報処理装置３の構成は、図１
に示した３次元ＣＡＤシステム１の構成とほぼ同一にな
る。このため、３次元モデル作成プログラム１２を情報
処理装置３で実行させた場合の処理内容は、上述した３
次元ＣＡＤシステム１の処理内容と同一となる。よっ
て、３次元モデル作成プログラム１２の処理内容につい
ては、説明を省略する。

【００９４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
３次元ＣＡＤシステム及び３次元モデル作成方法であれ
ば、ディスプレイ上に表示されたキットモデルを自分が
発想した図形に近付けるために、デザイナーによって、
キットモデルについて修正情報が入力されると、この修
正情報に基づいてキットモデルの修正が行われる。この
ように、キットモデルと呼ばれる３次元図形をあらかじ
め用意して、このキットモデルを修正してデザインを行
うことにより、デザインを発想し、具現化する初期段階
から３次元図形を用いたデザインが可能になる。その結
果、３次元モデルのデザイン作業の効率が大幅に向上す
る。

【００９５】また、本発明の３次元モデル作成用記憶媒
体であれば、プログラムエリアに格納された３次元モデ
ル作成プログラムの実行によって、キットモデルの修正
が行われる。即ち、ディスプレイ上に表示されたキット
モデルを自分が発想した図形に近付けるために、デザイ
ナーによって、キットモデルについて修正情報が入力さ
れると、この修正情報に基づいてキットモデルの修正が
行われる。このように、キットモデルと呼ばれる３次元
図形をあらかじめ用意して、このキットモデルを修正し
てデザインを行うことにより、デザインを発想し、具現
化する初期段階から３次元図形を用いたデザインが可能
になる。その結果、３次元モデルのデザイン作業の効率
が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る３次元ＣＡＤシステムの一実施形
態を示すブロック図である。

【図２】キットモデルとしてのセダン形状モデルを示す
図である。

【図３】キットモデルとしてのワゴン形状モデルを示す
図である。

【図４】本発明に係る３次元モデル作成方法の一実施形
態を示すフロー図である。

【図５】キットモデルが有する各要素のデータ構造を示
すブロック図である。

【図６】キットモデルが有する各要素のデータ構造を示
すブロック図である。

【図７】キットモデルが有する各要素のデータネックワ
ークを示すブロック図である。

【図８】キットモデル修正ルーチンによる再生成メカニ
ズムを示すブロック図である。

【図９】曲面とその境界曲線との関係を示す図である。

【図１０】曲線を可変オフセット変更した状態を示す図
である。

【図１１】（ａ）は、３次元の曲線と補間する点群との
関係を示す図である。（ｂ）は、基本骨格線、構成点群
及び接線ベクトルの関係を示すブロック図である。

【図１２】基本骨格線と構成点群との従属（Ｕｓｅ）関
係を示すデータ構造図である。

【図１３】関数テーブルの詳細を示す図である。

【図１４】基本骨格線と構成点群との被従属（Ｕｓｅ
ｄ）関係を示すデータ構造図である。

【図１５】曲面と曲線群との従属（Ｕｓｅ）関係を示す
データ構造図である。

【図１６】構成点群についてのオフセット移動を示す図
である。

【図１７】曲面の再生成におけるＦノードキューの状態
遷移を示す図である。

【図１８】曲面の再生成におけるＦノードキューの状態
遷移を示す図である。

【図１９】曲面の接続におけるＦノードキューの状態遷
移を示す図である。

【図２０】本発明に係る３次元モデル作成用記憶媒体の
一実施形態を示すブロック図である。

【図２１】３次元モデル作成用記憶媒体を収容できる情
報処理装置の構成を示すブロック図である。

【図２２】一般的なコンロットを示す平面図である。

【符号の説明】

１…３次元ＣＡＤシステム、２…３次元モデル作成用記
憶媒体、３…情報処理装置、１０…主記憶装置、１１…
オペレーティングシステム、１２…３次元モデル作成プ
ログラム、１３…メインルーチン、１４…キットモデル
表示ルーチン（表示手段、表示ルーチン）、１５…修正
情報入力ルーチン（入力手段、入力ルーチン）、１５ａ
…修正情報、１６…キットモデル修正ルーチン（修正手
段、修正ルーチン）、２０…ハードディスク装置（記憶
手段）、２１…キットモデル、２３…幾何形状データ、
２４…生成関係データ（相関関係データ）、３０…ディ
スプレイ、３００…データエリア、３０１…プログラム
エリア。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設計対象物の設計モデルを、その車両の
   基本骨格を構成する点・曲線・曲面などの図形要素を特
   定する幾何形状データ、および図形要素ごとの生成関係
   データで構成して記憶する記憶手段を備え、前記生成関
   係データは、図形要素ごとに該図形要素が利用する図形
   要素のリストである利用リスト、該図形要素を利用する
   図形要素のリストである被利用リスト、およびその図形
   要素の生成関数を含んでおり、 前記記憶手段から前記幾何形状データを読み出して前記
   基本骨格をディスプレイに表示させる表示手段と、 前記表示された基本骨格の図形要素に加える修正を示す
   修正情報を入力するための入力手段と、 前記修正情報により修正される図形要素の前記被利用リ
   ストを参照して該図形要素を利用する図形要素を検出
   し、該検出された図形要素を該図形要素についての前記
   生成関数に基づいて修正し、図形要素を再生成する再生
   成手段と、を備え、 生成対象の図形要素の前記利用リストを参照して該図形
   要素が利用する図形要素を検出し、該利用する図形要素
   が修正済みであるかまたは修正不要であるとき、該生成
   対象の図形要素の生成関数に基づいて該生成対象の図形
   要素を生成するようにした、３次元ＣＡＤシステム。
2. 【請求項２】 前記修正情報は、前記基本骨格を構成す
   る曲線の中から選択された修正対象線を移動或いは変形
   させるための情報であり、 前記修正手段は、前記修正情報に基づいて、前記修正対
   象線を移動或いは変形させ、この修正対象線に対して交
   点を持つ全ての前記点・曲線・曲面を、前記修正対象線
   に連動して修正させる請求項１記載の３次元ＣＡＤシス
   テム。
3. 【請求項３】 前記修正情報は、前記基本骨格に対して
   修正対象線を追加或いは削除させるための情報であり、 前記修正手段は、前記修正情報に基づいて、前記基本骨
   格に対して前記修正対象線を追加或いは削除させ、この
   修正対象線と交点を持つ全ての前記点・曲線・曲面を、
   前記修正対象線に連動して修正させる請求項１又は請求
   項２記載の３次元ＣＡＤシステム。
4. 【請求項４】 前記相関関係データは、前記基本骨格を
   構成する前記曲面とこの曲面の境界線である前記曲線と
   の利用関係・被利用関係を示すデータ、及び境界線であ
   る前記曲線とこの曲線上の前記点との利用関係・被利用
   関係を示すデータであり、 前記修正手段は、前記相関関係データに基づいて、前記
   基本骨格を修正する請求項１から請求項３のいずれかに
   記載の３次元ＣＡＤシステム。