JP3990147B2 - 投影制御処理装置およびコンピュータプログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、たとえばＣＡＤ（computer aided design）装置としての投影制御処理装置に関し、特に、３次元形状情報を投影して２次元形状情報に変換するための投影制御処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＣＡＤ装置においては、設計対象物としての立体物の形状を認識することが容易であり、また、対象物の部分形状同士の物理的な干渉を迅速にチェックすることが容易であるため、立体物を３次元化して表現できる３次元形状情報が作成されて用いられている。一方、たとえばＣＡＭ（computer aided manufacturing）装置においては、上記ＣＡＤ装置からの情報が与えられて処理することがあるが、ＣＡＭ装置としては、３次元形状情報に比べ立体物の平面的な情報である２次元形状情報の方が都合のよい場合が多い。
【０００３】
このような場合、通常、ＣＡＤ装置において、作成した３次元形状情報が投影されて２次元形状情報に変換される。２次元形状情報は、立体物の形状を２次元領域で表現するため、立体物の形状を容易に理解することのできる、最適な投影図を選択する必要がある。そして、投影図中に記載される隠線は、理解を妨げない程度に記載あるいは省略することが望ましいとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＣＡＤ装置においては、たとえば投影図を作成してそれを表示装置等に表示させるとき、隠線を全て表示させるか、あるいは全く表示させないかの選択のみしかできないことが多い。そのため、投影図に隠線を表示させるとき、全ての隠線が表示されると、かえって理解し難い図面になってしまう。
【０００５】
たとえば、図９に示すような立体物Ｓの３次元形状情報に基づいて、図１０に示すような正面図、側面図、および上面図（図９において、Ｘ方向から見た場合を正面、Ｙ方向から見た場合を側面、Ｚ方向から見た場合上面とする）を作成する場合、隠線を表示させるように指定して投影を行うと、特に正面図では、隠線ａ〜ｉが全て出力される。すなわち、理解し辛い不要な隠線（たとえば、隠線ｄ，ｅ，ｆ）も全て出力されてしまうことになる。そのため、図面上、その立体物の３次元的な形状が全体として理解し難いことがある。
【０００６】
そこで、理解しやすい２次元図面を作成するために、理解を妨げるような不要な隠線はひとつひとつ削除する等の修正作業を行うことが考えられる。しかし、これらの修正作業は、非常に手間であるといった問題点がある。
【０００７】
【発明の開示】
本願発明は、３次元形状情報を投影して２次元形状情報に変換する際、ユーザにとって理解しやすい２次元形状情報を取得することができる投影制御処理装置を提供することを、その課題とする。
【０００８】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００９】
本願発明の第１の側面によって提供される投影制御処理装置は、立体物の３次元形状情報を投影して２次元形状情報に変換するための投影制御処理装置であって、前記２次元形状情報に変換する際、前記立体物を一定方向から見た２次元形状情報を作成し、前記立体物と交わる任意の境界面に対して前記一定方向寄りにある隠線を部分的に出力する出力制御手段を備えることを特徴としている。なお、上記出力とは、たとえば印刷装置に２次元形状情報を２次元図面として印刷したり、表示装置にその２次元図面を表示したりすることをいう。
【００１１】
他の好ましい実施の形態によれば、前記立体物に対する前記境界面の位置を指定することのできる境界面指定手段を備える。
【００１３】
本願発明の第２の側面によって提供されるコンピュータプログラムは、コンピュータを、立体物の３次元形状情報を投影して２次元形状情報に変換するための投影制御処理装置として機能させるためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータを、前記２次元形状情報に変換する際、前記立体物を一定方向から見た２次元形状情報を作成し、前記立体物と交わる任意の境界面に対して前記一定方向寄りにある隠線を部分的に出力する出力制御手段として機能させるためのコンピュータプログラムを含むことを特徴としている。
【００１４】
本願発明によれば、立体物の３次元形状情報を投影して２次元形状情報に変換する際、立体物における隠線が適当にかつ自動的に選択されて出力される。そのため、従来では、隠線が全て出力される場合、あるいは隠線が全く出力されない場合等のように、ユーザにとって立体物の形状を理解し辛いことがあったが、本願発明によれば、理解し易い２次元形状情報を２次元図面として印刷したり表示させたりすることができる。また、隠線は適当に選択されて自動的に出力されるため、不要な隠線を削除する作業を省略することができるので、利便性の高い投影制御処理装置を提供することができる。
【００１５】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。
【００１７】
図１は、本願発明に係るＣＡＤ装置を示すブロック構成図である。このＣＡＤ装置１は、立体物としての対象物等を図面化するための装置であり、特に本実施形態では、３次元形状データを投影して２次元形状データに変換して出力するために用いられるものである。このＣＡＤ装置１は、ユーザインターフェース２と、図面化処理部３と、ファイル装置４と、ソリッドモデリングカーネル部５と、出力装置６とによって構成されている。本実施形態においては、出力装置６として印刷装置を用いている。
【００１８】
ユーザインターフェース２は、たとえばキーボードやマウスによって構成され、ユーザがそれらを操作することにより、図面化処理部３に対して各種の指令やデータを入力することができる。たとえば、ユーザインターフェース２は、投影図を作成するとき、隠線の表示または非表示を指定したり、隠線の出力範囲を指定したりするときに用いられる。
【００１９】
図面化処理部３は、たとえばマイクロコンピュータからなり、ユーザインターフェース２からの入力に基づいて、図面化するための各種の処理を行うものである。図面化処理部３は、出力制御手段として機能する隠線制御処理部１１と、図面データ処理部１２とを含んでいる。なお、この図面化処理部３には、印刷装置からなる出力装置６以外の出力装置として、ＣＲＴや液晶表示装置等からなる図示しない表示装置が設けられ、３次元形状データや２次元形状データに基づいて各種の図を表示することができる。
【００２０】
隠線制御処理部１１は、ソリッドモデリングカーネル部５から送られた３次元形状データに含まれる隠線の情報に基づいて、隠線を部分的に出力させるか否かの制御を行う。
【００２１】
図面データ処理部１２は、隠線制御処理部１１からの３次元形状データを２次元形状データを変換し、さらに、その２次元形状データを印刷用データに変換し、出力装置６に出力するものである。
【００２２】
ファイル装置４は、たとえば大容量のハードディスク装置からなり、各種の形状データを記憶する。本実施形態では、特に立体物の３次元形状データが格納されている。
【００２３】
ソリッドモデリングカーネル部５は、図面化処理部３から３次元形状データを取得し、立体物を一定方向から見たときの輪郭線や隠線の情報を隠線制御処理部１１に与えるためのものである。なお、ソリッドモデリングカーネル部５は、ソフトウェアによって実現されてもよい。
【００２４】
出力装置６は、図面データ処理部１２からの２次元形状データに基づいて、２次元図面を印刷出力するための装置である。
【００２５】
以下、このＣＡＤ装置１の制御動作を図２に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２６】
まず、図面化処理部３は、ユーザによって操作された、ユーザインターフェース２からの入力情報に基づいて、ファイル装置４からたとえば図９に示したような、対象となる立体物Ｓの３次元形状データを読み出す（Ｓ１）。次いで、図面化処理部３は、ユーザインターフェース２からの入力情報に基づいて、ファイル装置４から送られた３次元形状データと、３次元形状データを２次元形状データに変換する旨とをソリッドモデリングカーネル部５に送る（Ｓ２）。
【００２７】
ソリッドモデリングカーネル部５では、３次元形状データに基づいて立体物を一定方向、たとえば正面方向、側面方向、および上面方向から見たときの輪郭線や隠線を含むデータを作成する（Ｓ３）。ソリッドモデリングカーネル部５は、作成したデータを隠線制御処理部１１に送る。
【００２８】
隠線制御処理部１１は、ユーザインターフェース２からの入力情報に基づいて、ソリッドモデリングカーネル部５から送られた３次元形状データのうち、出力するか否かの対象となる隠線に対して、部分的に表示させるための制御が行われたか否かを判別する（Ｓ４）。すなわち、隠線制御処理部１１は、ステップＳ４において、対象となる隠線について、形状指定が設定されたか、または面指定が設定されたか、あるいはいずれの指定もされなかったを判別する。ここで、形状指定とは、立体物の形状のうち、所定の部分形状（穴部、突起等）を指定することをいい、面指定とは、立体物と交わる境界面を指定することをいう。
【００２９】
ステップＳ４において、対象となる隠線が形状指定も面指定もされなかった場合（Ｓ４：ＮＯ）、隠線制御処理部１１は、当該隠線を出力するように認識する（Ｓ９）。
【００３０】
また、隠線制御処理部１１は、ユーザの操作において、図３に示すように、斜視図として表された立体物Ｓに対して、矢印カーソルＬによって穴部２１，２２が指定され、かつマウス（図示せず）によってクリックされて設定されると、形状指定が設定されたと判別する（Ｓ４：形状指定）。この場合、マウスは部分形状指定手段として機能する。
【００３１】
一方、隠線制御処理部１１は、ユーザの操作において、たとえば図４に示すように、斜視図として表された立体物Ｓに対して、境界面Ｆがマウス（図示せず）によって移動され、かつクリックされて設定されると、面指定が設定されたと判別する（Ｓ４：面指定）。この場合、マウスは境界面指定手段として機能する。
【００３２】
ステップＳ４において、形状指定が設定されたと判別された場合、出力するか否かの対象となる隠線が、ユーザによって指定された、立体物の部分形状に含まれるか否かの判別を行う（Ｓ５）。すなわち、隠線制御処理部１１は、対象となる隠線が指定された部分形状に含まれる場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、その隠線を出力するよう認識する（Ｓ９）。これにより、指定された穴部２１および穴部２２において、その内側の輪郭線が隠線として出力されるように認識される。
【００３３】
一方、対象となる隠線が指定された部分形状に含まれない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、その隠線を出力しないよう認識する（Ｓ１０）。たとえば、隠線制御処理部１１は、立体物Ｓにおいて、背面側に形成された略三角柱形状の部分２３が指定されなければ、ソリッドモデリングカーネル部５から送られている略三角柱形状の部分２３における隠線の情報を削除するよう処理する。
【００３４】
ステップＳ４において、面指定が設定されたと判別された場合、隠線制御処理部１１は、その指定された境界面Ｆと立体物Ｓとの位置関係を判別する（Ｓ６）。すなわち、隠線制御処理部１１は、境界面Ｆが立体物Ｓに対してどの位置にあるかを認識し、図４に示すように、対象となる隠線が、指定された境界面Ｆに対して前側、すなわち正面（Ｘ方向）側にあるか、あるいはその境界面Ｆに対して後側、すなわち背面側にあるかによって、出力するか否かが決定される。具体的には、隠線制御処理部１１は、図５に示すように、対象となる隠線がＡ，Ｂの場合（Ｓ６：前）、それらが出力されるよう認識する。また、対象となる隠線がＤ，Ｅの場合（Ｓ６：後）、それらが出力されないよう認識する。
【００３５】
また、境界面Ｆが立体物Ｓの部分形状の輪郭と交差する場合（Ｓ６：交差）、部分形状の輪郭に関する幾何学形状を作成する（Ｓ７）。具体的には、図４に示したように、たとえば立体物Ｓの背面側にある略三角柱形状の部分２３、および部分２３の下部にある略台状部分２４を分断するような境界面Ｆの場合、図６の正面図に示すような、その略三角柱形状の部分２３および略台状部分２４の輪郭を投影した２次元形状データを作成する（図６の符号２５，２６参照）。そして、この場合も、指定された境界面Ｆと幾何学形状との位置関係が判別され（Ｓ８）、隠線制御処理部１１は、境界面Ｆに対して正面側にある隠線の部分が全て出力されるよう認識され（Ｓ８：前）、その境界面Ｆに対して背面側にある隠線の部分が出力されないよう認識する（Ｓ８：後）。図５によれば、境界面Ｆに対して左側にある隠線Ｃが出力され、境界面Ｆに対して右側にある隠線Ｃが出力されないよう認識する。
【００３６】
なお、略三角柱形状の部分２３や略台状部分２４と交わるように境界面Ｆを設定した場合、実際の投影図（図６）がユーザにとってわかり辛くなるときは、図７に示すように、境界面Ｆが適当な位置、たとえば穴部２１，２２と交わるような位置に設定することが望ましい。
【００３７】
その後、隠線制御処理部１１は、未だ出力されるか否かの決定がされていない隠線がないか否かを判別し（Ｓ１１）、決定されていない隠線がある場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ４の部分制御の指定判別処理に進む。一方、決定されていない隠線がない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、この隠線制御処理を終了する。
【００３８】
隠線制御処理部１１は、このような隠線出力の処理を行い、隠線の出力の可否情報が含まれる図面データを図面データ処理部１２に送る。図面データ処理部１２は、隠線制御処理部１１から送られた図面データを２次元形状データとしての印刷用データに変換し、それを出力装置６に送る。これにより、出力装置６において、図８に示すように、理解し易い２次元形状データとしての２次元図面が印刷出力される。なお、図８では、図７に示した、境界面Ｆが穴部２１，２２と交わるような位置に設定された場合を示す。また、上記図面データは、図示しない表示装置に表示されてもよい。
【００３９】
このように、立体物の３次元形状データを投影して２次元形状データに変換する際、立体物Ｓにおける隠線が適当にかつ自動的に選択されて出力される。そのため、従来では、隠線が全て出力される場合、あるいは隠線が全く出力されない場合等のように、ユーザにとって立体物の形状が理解し辛いことがあったが、本実施形態によれば、理解し易い２次元形状データを２次元図面として印刷したり表示させたりすることができる。また、隠線は適当に選択されて自動的に出力されるため、不要な隠線を削除する作業を省略することができるので、利便性の高いＣＡＤ装置１を提供することができる。
【００４０】
なお、上記実施形態では、境界面Ｆを設定するとき、ユーザがその位置を任意に設定するようにしたが、たとえば立体物Ｓを約半分に分断する位置に自動的に境界面Ｆが設定されるようにしてもよい。また、境界面Ｆの位置は、立体物Ｓを約１／３に分断する位置、約２／３に分断する位置等に自動的に設定されるようにしてもよい。
【００４１】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、上記投影制御処理装置としては、上記したＣＡＤ装置１に限るものではない。また、ＣＡＤ装置１の構成は、図１に示す構成に限るものではない。
【００４２】
また、立体物Ｓとしては、上記した形状の立体物に限るものではなく、２次元図面としては、上記した正面図、側面図および上面図に限るものではない。
【００４３】
（付記１） 立体物の３次元形状情報を投影して２次元形状情報に変換するための投影制御処理装置であって、
前記２次元形状情報に変換する際、前記２次元形状情報における隠線を部分的に出力する出力制御手段を備えることを特徴とする、投影制御処理装置。
【００４４】
（付記２） 前記出力制御手段は、前記立体物を一定方向から見た２次元形状情報を作成するとき、前記立体物と交わる任意の境界面に対して前記一定方向寄りにある隠線を出力する、付記１に記載の投影制御処理装置。
【００４５】
（付記３） 前記立体物に対する前記境界面の位置を指定することのできる境界面指定手段を備える、付記２に記載の投影制御処理装置。
【００４６】
（付記４） 前記出力制御手段は、前記立体物における部分形状を特定し、その部分形状の輪郭線を隠線として出力する、付記１に記載の投影制御処理装置。
【００４７】
（付記５） 前記立体物の部分形状を指定することのできる部分形状指定手段を備える、付記４に記載の投影制御処理装置。
【００４８】
（付記６） 立体物の３次元形状情報を投影して２次元形状情報に変換するための投影制御処理方法であって、
前記２次元形状情報に変換する際、前記２次元形状情報における隠線を部分的に出力することを特徴とする、投影制御処理方法。
【００４９】
（付記７） 前記立体物を一定方向から見た２次元形状情報を作成するとき、前記立体物と交わる任意の境界面に対して前記一定方向寄りにある隠線を出力する、付記６に記載の投影制御処理方法。
【００５０】
（付記８） 前記立体物に対する前記境界面の位置は、境界面指定手段によって指定可能とされる、付記７に記載の投影制御処理方法。
【００５１】
（付記９） 前記立体物における部分形状を特定し、その部分形状の輪郭線を隠線として出力する、付記６に記載の投影制御処理方法。
【００５２】
（付記１０） 前記立体物の部分形状は、部分形状指定手段によって指定可能とされる、付記９に記載の投影制御処理方法。
【００５３】
（付記１１） 立体物の３次元形状情報を投影して２次元形状情報に変換するための投影制御処理装置を制御するためのコンピュータプログラムであって、
前記２次元形状情報に変換する際、前記２次元形状情報における隠線を部分的に出力する出力制御プログラムを含むことを特徴とする、コンピュータプログラム。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、立体物の３次元形状情報を投影して２次元形状情報に変換する際、立体物における隠線が適当にかつ自動的に選択されて出力されるので、理解し易い２次元形状情報を２次元図面として印刷したり表示させたりすることができる。また、隠線は適当に選択されて自動的に出力されるため、不要な隠線を削除する作業を省略することができるので、利便性の高い投影制御処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る投影制御処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】ＣＡＤ装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図３】立体物に対して穴部が設定されるときの状態を示す図である。
【図４】立体物に対して境界面が設定されるときの状態を示す図である。
【図５】境界面と隠線との関係を示す図である。
【図６】正面図の一例を示す図である。
【図７】立体物に対して境界面が設定されるときの状態を示す図である。
【図８】投影図の一例を示す図である。
【図９】立体物の一例を示す図である。
【図１０】従来の投影図を示す図である。
【符号の説明】
１ ＣＡＤ装置
３ 図面化処理部
４ ファイル装置
５ ソリッドモデリングカーネル部
６ 出力装置
１１ 隠線制御処理部
１２ 図面データ処理部
Ｆ 境界面
Ｓ 立体物

Claims (3)

1. 立体物の３次元形状情報を投影して２次元形状情報に変換するための投影制御処理装置であって、
   前記２次元形状情報に変換する際、前記立体物を一定方向から見た２次元形状情報を作成し、前記立体物と交わる任意の境界面に対して前記一定方向寄りにある隠線を部分的に出力する出力制御手段を備えることを特徴とする、投影制御処理装置。
2. 前記立体物に対する前記境界面の位置を指定することのできる境界面指定手段を備える、請求項１に記載の投影制御処理装置。
3. コンピュータを、立体物の３次元形状情報を投影して２次元形状情報に変換するための投影制御処理装置として機能させるためのコンピュータプログラムであって、
   前記コンピュータを、前記２次元形状情報に変換する際、前記立体物を一定方向から見た２次元形状情報を作成し、前記立体物と交わる任意の境界面に対して前記一定方向寄りにある隠線を部分的に出力する出力制御手段として機能させるためのコンピュータプログラム。

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